ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2021/2022 / Wydział Informatyki / Informatyka (N2) / Inteligencja obliczeniowa / Sylabus przedmiotu

Wydział Informatyki - Informatyka (N2)
specjalność: Inteligencja obliczeniowa

Sylabus przedmiotu Zaufana infrastruktura obliczeniowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Informatyka
Forma studiów	studia niestacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Zaufana infrastruktura obliczeniowa
Specjalność	Projektowanie oprogramowania
Jednostka prowadząca	Katedra Inżynierii Oprogramowania
Nauczyciel odpowiedzialny	Włodzimierz Bielecki <Wlodzimierz.Bielecki@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Tomasz Hyla <Tomasz.Hyla@zut.edu.pl>, Jerzy Pejaś <Jerzy.Pejas@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	4,0	ECTS (formy)	4,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
laboratoria	L	2	20	2,0	0,50	zaliczenie
wykłady	W	2	20	2,0	0,50	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Słuchacz musi posiadać podstawową wiedzę w zakresie: podstaw ochrony informacji, inżynierii oprogramowania, sieci komputerowych i baz danych.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Potrafi krytycznie wyjaśnić pojęcie zaufania w odniesieniu do systemów operacyjnych, zaufanych urządzeń oraz wymagań wobec tych urządzeń.
C-2	Zna rolę i cel każdego komponentu modułu zaufanej platformy (TPM).
C-3	Potrafi stosować wybrane interfejsy użytkownika (m.in. TSS API) do interakcji z TPM.
C-4	Rozumie, w jaki sposób technologie wirtualizacji mogą być łączone z zaufanymi modułami platformy w celu zbudowania zaufanej infrastruktury.
C-5	Potrafi opisać niektóre architektury systemów, które dzięki zastosowaniu możliwości technologii TPM pozwalają na uzyskanie innowacyjnych i silnie zabezpieczonych rozwiązań.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Podstawowe zasady posługiwania się modułem TPM	2
T-L-2	Wirtualizacja TPM	2
T-L-3	Stos programowy TPM – rejestry PCR	2
T-L-4	Uwierzytelnione uruchamianie systemu z modułem TPM	2
T-L-5	Pieczętowane danych	2
T-L-6	Protokoły atestacji	2
T-L-7	Wykorzystanie tokenów sprzętowych do zabezpieczenia transakcji elektronicznych oraz uwierzytelnianie – wykonanie aplikacji testowej i badanie bezpieczeństwa	2
T-L-8	Analiza działania systemu SELinux, np. podstawowe polecenia, polityki kontroli dostępu	2
T-L-9	Badanie działania mechanizmu LSM (Linux Security Module)	2
T-L-10	Badanie algorytmów biometrycznych w protokołach uwierzytelnienia	2
		20
wykłady
T-W-1	Wprowadzenie do systemów zabezpieczeń (notacja, podstawy zabezpieczeń, zaufane obliczenia, niektóre aspekty ataków czasu wykonania)	2
T-W-2	Zaufanie i zabezpieczenia (zaufanie jako przewidywalne zachowanie, rola elementów zaufanej infrastruktury, wady architektury, wpływ na poprawne i niepoprawne wyniki)	2
T-W-3	Bezpieczne obliczenia oparte na sprzęcie i oprogramowaniu (jednorazowe programy, bezpieczne przetwarzanie oparte na tokenach, moduły kryptograficzne, generatory liczb losowych, karty elektroniczne, interfejsy programistyczne)	2
T-W-4	Główne źródło zaufania (jego rola w ustanowieniu zaufania do przechowywania, pomiaru i raportowania danych, łańcuch zaufania, zaufane ładowanie procesów, zaufane aplikacje)	2
T-W-5	TPM (standard modułu TPM i jego właściwości, standardowe interfejsy API do funkcji TPM, zaufany pakiet oprogramowania TSS)	2
T-W-6	Podstawowe funkcje modułu TPM (wiązanie i pieczętowanie, metryki integralności, uwierzytelnianie, atestacja, protokoły anonimizacji urządzeń, m.in. Direct Anonymous Attestation	2
T-W-7	Zaufana wirtualizacja (wirtualizacja całego system, zarządzanie maszynami wirtualnymi, wirtualne zaufane platformy)	2
T-W-8	Zastosowania (zaufane uruchamianie systemu, zaufane połączenia sieciowe, zaufana sieć, zabezpieczenie infrastruktury chmurowej, wprowadzenie do bezpiecznych obliczeń outsourcingowych)	2
T-W-9	SELinux modele kontroli dostępu i modele uprawnień, architektura systemu SELinux projektowanie polityk zabezpieczeń)	2
T-W-10	Techniki biometryczne	2
		20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	uczestniczenie w zajęciach	20
A-L-2	przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych	18
A-L-3	kończenie (w ramach pracy własnej) srawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych	10
A-L-4	konsultacje	2
		50
wykłady
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	20
A-W-2	zapoznanie się ze wskazaną literaturą i materiałmi dydaktycznymi	10
A-W-3	przygotowanie do zaliczenia	20
		50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład informacyjno-konwersatoryjny
M-2	Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: Ocena na podstawie wejściówki, stopnia wykonania (pod koniec zajęć) scenariuszy formułowanych w oparciu o konspekty laboratoryjne i/lub sprawozdania z zajęć.
S-2	Ocena podsumowująca: Test (jednokrotnego lub wielokrotnego wyboru) oraz pytania otwarte (zadania problemowe).

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_D02.06_W01 Zna zasady działania, instalowania i konfigurowania sprzętowych i wirtualnych modułów zaufanych platform, bezpiecznych systemów operacyjnych oraz ich wykorzystania w budowaniu zaufania do wybranych komponentów programowo-sprzętowych oraz niektórych architektur systemów	I_2A_W07, I_2A_W09	—	—	C-4, C-1, C-5	T-L-1, T-L-2, T-L-8, T-L-9, T-W-9, T-W-1, T-W-2, T-W-7, T-W-10, T-W-8	M-1, M-2	S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_2A_D02.06_U01 Potrafi instalować i konfigurować sprzętowe i wirtualne moduły zaufanych platform, bezpieczne systemy operacyjne oraz posiada umiejętność programowania wirtualnych i sprzętowych modułów zaufanych platform.	I_2A_U03, I_2A_U04, I_2A_U16	—	—	C-4, C-2	T-L-1, T-L-5, T-L-2, T-L-3, T-L-6, T-L-7, T-W-4, T-W-6, T-W-7, T-W-3, T-W-5	M-2	S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_D02.06_W01 Zna zasady działania, instalowania i konfigurowania sprzętowych i wirtualnych modułów zaufanych platform, bezpiecznych systemów operacyjnych oraz ich wykorzystania w budowaniu zaufania do wybranych komponentów programowo-sprzętowych oraz niektórych architektur systemów	2,0	nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3
	3,0	potrafi wyjaśnić pojęcie zaufania w odniesieniu do systemów operacyjnych, zaufanych urządzeń oraz wymagań wobec tych urządzeń
	3,5	potrafi krytycznie wyjaśnić pojęcie zaufania w odniesieniu do systemów operacyjnych, zaufanych urządzeń oraz wymagań wobec tych urządzeń
	4,0	rozumie rolę modułu zaufanej platformy (TPM) oraz zaufanych systemów operacyjnych w budowaniu zaufania do wybranych modułów programowo-sprzętowych
	4,5	zna wpływ sprzętowego lub wirtualnego modułu zaufanej platformy (TPM) na poziom zaufania do wybranych modułów programowo-sprzętowych
	5,0	zna wpływ sprzętowego lub wirtualnego modułu zaufanej platformy (TPM) na wiarygodność obliczeń realizowanych w oparciu o wskazane moduły programowo-sprzętowe

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
I_2A_D02.06_U01 Potrafi instalować i konfigurować sprzętowe i wirtualne moduły zaufanych platform, bezpieczne systemy operacyjne oraz posiada umiejętność programowania wirtualnych i sprzętowych modułów zaufanych platform.	2,0	nie spełnia kryterium określonego dla oceny 3
	3,0	potrafi instalować i konfigurować sprzętowe i wirtualne moduły zaufanych platform oraz bezpieczne systemów operacyjne
	3,5	potrafi korzystać z interfejsów użytkownika (m.in. TSS API) do interakcji z TPM oraz zastosować w aplikacjach podstawowe funkcje modułu TPM (metryki integralności)
	4,0	spełnia kryteria określone dla oceny 3,5 oraz dodatkowo potrafi tak skonfigurować system, aby podczas uruchamiania systemu wykorzystany był sprzętowy lub wirtualny moduł TPM
	4,5	potrafi zastosować w aplikacjach zaawansowane funkcje modułu TPM (wiązanie i pieczętowanie, podpis cyfrowy, uwierzytelnianie, atestacja)
	5,0	potrafi wykorzystać sprzętowe i wirtualne moduły zaufanych platform oraz wybrane kryptograficzne tokeny sprzętowe do zaprojektowania i wykonania wybranych systemów zabezpieczających (np. transakcje elektroniczne, protokoły uwierzytelniania użytkowników systemów komputerowych)

Literatura podstawowa

T. Müller, Trusted Computing Systems, Springer, Berlin, Heidelberg, 2008
Ariel Segall, Trusted Platform Modules - Why, When and How to Use Them. Institution of Engineering and Technology, The Institution of Engineering and Technology, London, United Kingdom, 2016, Dostępna pod adresem: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpTPMWWHU3/trusted-platform-modules/trusted-platform-modules

Literatura dodatkowa

Charles P. Pfleeger, Shari Lawrence Pfleeger, Jonathan Margulies, Security in Computing, Pearson Education, Inc., New York, Toronto, Montreal, 2015, V
David Challener, Kent Yoder, Ryan Catherman, David Safford, Leendert Van Doorn, Practical Guide to Trusted Computing, IBM Press, New York, Toronto, Montreal, 2008, II
Smith, Sean W., Trusted Computing Platforms: Design and Applications, Springer Verlag, New York, 2005, I
Will Arthur, David Challener, Guide to TPM 2.0 - Using the Trusted Platform Module in the New Age of Security, Apress, 2015, I
F. Mayer, K. MacMillan, SELinux by Example: Using Security Enhanced Linux, Prentice Hall PTR, New York, 2006, I
Trent Jaeger, Operating System Security, Morgan & Claypool Publishers, I, 2008

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Podstawowe zasady posługiwania się modułem TPM	2
T-L-2	Wirtualizacja TPM	2
T-L-3	Stos programowy TPM – rejestry PCR	2
T-L-4	Uwierzytelnione uruchamianie systemu z modułem TPM	2
T-L-5	Pieczętowane danych	2
T-L-6	Protokoły atestacji	2
T-L-7	Wykorzystanie tokenów sprzętowych do zabezpieczenia transakcji elektronicznych oraz uwierzytelnianie – wykonanie aplikacji testowej i badanie bezpieczeństwa	2
T-L-8	Analiza działania systemu SELinux, np. podstawowe polecenia, polityki kontroli dostępu	2
T-L-9	Badanie działania mechanizmu LSM (Linux Security Module)	2
T-L-10	Badanie algorytmów biometrycznych w protokołach uwierzytelnienia	2
		20

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Wprowadzenie do systemów zabezpieczeń (notacja, podstawy zabezpieczeń, zaufane obliczenia, niektóre aspekty ataków czasu wykonania)	2
T-W-2	Zaufanie i zabezpieczenia (zaufanie jako przewidywalne zachowanie, rola elementów zaufanej infrastruktury, wady architektury, wpływ na poprawne i niepoprawne wyniki)	2
T-W-3	Bezpieczne obliczenia oparte na sprzęcie i oprogramowaniu (jednorazowe programy, bezpieczne przetwarzanie oparte na tokenach, moduły kryptograficzne, generatory liczb losowych, karty elektroniczne, interfejsy programistyczne)	2
T-W-4	Główne źródło zaufania (jego rola w ustanowieniu zaufania do przechowywania, pomiaru i raportowania danych, łańcuch zaufania, zaufane ładowanie procesów, zaufane aplikacje)	2
T-W-5	TPM (standard modułu TPM i jego właściwości, standardowe interfejsy API do funkcji TPM, zaufany pakiet oprogramowania TSS)	2
T-W-6	Podstawowe funkcje modułu TPM (wiązanie i pieczętowanie, metryki integralności, uwierzytelnianie, atestacja, protokoły anonimizacji urządzeń, m.in. Direct Anonymous Attestation	2
T-W-7	Zaufana wirtualizacja (wirtualizacja całego system, zarządzanie maszynami wirtualnymi, wirtualne zaufane platformy)	2
T-W-8	Zastosowania (zaufane uruchamianie systemu, zaufane połączenia sieciowe, zaufana sieć, zabezpieczenie infrastruktury chmurowej, wprowadzenie do bezpiecznych obliczeń outsourcingowych)	2
T-W-9	SELinux modele kontroli dostępu i modele uprawnień, architektura systemu SELinux projektowanie polityk zabezpieczeń)	2
T-W-10	Techniki biometryczne	2
		20

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	uczestniczenie w zajęciach	20
A-L-2	przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych	18
A-L-3	kończenie (w ramach pracy własnej) srawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych	10
A-L-4	konsultacje	2
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	20
A-W-2	zapoznanie się ze wskazaną literaturą i materiałmi dydaktycznymi	10
A-W-3	przygotowanie do zaliczenia	20
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_D02.06_W01	Zna zasady działania, instalowania i konfigurowania sprzętowych i wirtualnych modułów zaufanych platform, bezpiecznych systemów operacyjnych oraz ich wykorzystania w budowaniu zaufania do wybranych komponentów programowo-sprzętowych oraz niektórych architektur systemów
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_W07	Posiada poszerzoną wiedzę teoretyczną i praktyczną w zakresie bezpieczeństwa systemów informatycznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_W09	Ma poszerzoną wiedzę dotyczącą trendów rozwojowych i możliwości zastosowania informatyki w wybranych obszarach nauki i techniki
Cel przedmiotu	C-4	Rozumie, w jaki sposób technologie wirtualizacji mogą być łączone z zaufanymi modułami platformy w celu zbudowania zaufanej infrastruktury.
	C-1	Potrafi krytycznie wyjaśnić pojęcie zaufania w odniesieniu do systemów operacyjnych, zaufanych urządzeń oraz wymagań wobec tych urządzeń.
	C-5	Potrafi opisać niektóre architektury systemów, które dzięki zastosowaniu możliwości technologii TPM pozwalają na uzyskanie innowacyjnych i silnie zabezpieczonych rozwiązań.
Treści programowe	T-L-1	Podstawowe zasady posługiwania się modułem TPM
	T-L-2	Wirtualizacja TPM
	T-L-8	Analiza działania systemu SELinux, np. podstawowe polecenia, polityki kontroli dostępu
	T-L-9	Badanie działania mechanizmu LSM (Linux Security Module)
	T-W-9	SELinux modele kontroli dostępu i modele uprawnień, architektura systemu SELinux projektowanie polityk zabezpieczeń)
	T-W-1	Wprowadzenie do systemów zabezpieczeń (notacja, podstawy zabezpieczeń, zaufane obliczenia, niektóre aspekty ataków czasu wykonania)
	T-W-2	Zaufanie i zabezpieczenia (zaufanie jako przewidywalne zachowanie, rola elementów zaufanej infrastruktury, wady architektury, wpływ na poprawne i niepoprawne wyniki)
	T-W-7	Zaufana wirtualizacja (wirtualizacja całego system, zarządzanie maszynami wirtualnymi, wirtualne zaufane platformy)
	T-W-10	Techniki biometryczne
	T-W-8	Zastosowania (zaufane uruchamianie systemu, zaufane połączenia sieciowe, zaufana sieć, zabezpieczenie infrastruktury chmurowej, wprowadzenie do bezpiecznych obliczeń outsourcingowych)
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjno-konwersatoryjny
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena na podstawie wejściówki, stopnia wykonania (pod koniec zajęć) scenariuszy formułowanych w oparciu o konspekty laboratoryjne i/lub sprawozdania z zajęć.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Test (jednokrotnego lub wielokrotnego wyboru) oraz pytania otwarte (zadania problemowe).
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3
	3,0	potrafi wyjaśnić pojęcie zaufania w odniesieniu do systemów operacyjnych, zaufanych urządzeń oraz wymagań wobec tych urządzeń
	3,5	potrafi krytycznie wyjaśnić pojęcie zaufania w odniesieniu do systemów operacyjnych, zaufanych urządzeń oraz wymagań wobec tych urządzeń
	4,0	rozumie rolę modułu zaufanej platformy (TPM) oraz zaufanych systemów operacyjnych w budowaniu zaufania do wybranych modułów programowo-sprzętowych
	4,5	zna wpływ sprzętowego lub wirtualnego modułu zaufanej platformy (TPM) na poziom zaufania do wybranych modułów programowo-sprzętowych
	5,0	zna wpływ sprzętowego lub wirtualnego modułu zaufanej platformy (TPM) na wiarygodność obliczeń realizowanych w oparciu o wskazane moduły programowo-sprzętowe

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	I_2A_D02.06_U01	Potrafi instalować i konfigurować sprzętowe i wirtualne moduły zaufanych platform, bezpieczne systemy operacyjne oraz posiada umiejętność programowania wirtualnych i sprzętowych modułów zaufanych platform.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_2A_U03	Potrafi dobierać, krytycznie oceniać przydatność oraz stosować metody i narzędzia do rozwiązania złożonego zadania inżynierskiego
	I_2A_U04	Potrafi wykorzystywać poznane metody, techniki i modele do rozwiązywania złożonych problemów
	I_2A_U16	Potrafi planować i realizować proces samokształcenia, określać możliwe kierunki dalszego permanentnego uczenia się oraz aktywnie wpływać na kształtowanie postaw innych osób
Cel przedmiotu	C-4	Rozumie, w jaki sposób technologie wirtualizacji mogą być łączone z zaufanymi modułami platformy w celu zbudowania zaufanej infrastruktury.
Cel przedmiotu	C-2	Zna rolę i cel każdego komponentu modułu zaufanej platformy (TPM).
Treści programowe	T-L-1	Podstawowe zasady posługiwania się modułem TPM
	T-L-5	Pieczętowane danych
	T-L-2	Wirtualizacja TPM
	T-L-3	Stos programowy TPM – rejestry PCR
	T-L-6	Protokoły atestacji
	T-L-7	Wykorzystanie tokenów sprzętowych do zabezpieczenia transakcji elektronicznych oraz uwierzytelnianie – wykonanie aplikacji testowej i badanie bezpieczeństwa
	T-W-4	Główne źródło zaufania (jego rola w ustanowieniu zaufania do przechowywania, pomiaru i raportowania danych, łańcuch zaufania, zaufane ładowanie procesów, zaufane aplikacje)
	T-W-6	Podstawowe funkcje modułu TPM (wiązanie i pieczętowanie, metryki integralności, uwierzytelnianie, atestacja, protokoły anonimizacji urządzeń, m.in. Direct Anonymous Attestation
	T-W-7	Zaufana wirtualizacja (wirtualizacja całego system, zarządzanie maszynami wirtualnymi, wirtualne zaufane platformy)
	T-W-3	Bezpieczne obliczenia oparte na sprzęcie i oprogramowaniu (jednorazowe programy, bezpieczne przetwarzanie oparte na tokenach, moduły kryptograficzne, generatory liczb losowych, karty elektroniczne, interfejsy programistyczne)
	T-W-5	TPM (standard modułu TPM i jego właściwości, standardowe interfejsy API do funkcji TPM, zaufany pakiet oprogramowania TSS)
Metody nauczania	M-2	Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena na podstawie wejściówki, stopnia wykonania (pod koniec zajęć) scenariuszy formułowanych w oparciu o konspekty laboratoryjne i/lub sprawozdania z zajęć.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	nie spełnia kryterium określonego dla oceny 3
	3,0	potrafi instalować i konfigurować sprzętowe i wirtualne moduły zaufanych platform oraz bezpieczne systemów operacyjne
	3,5	potrafi korzystać z interfejsów użytkownika (m.in. TSS API) do interakcji z TPM oraz zastosować w aplikacjach podstawowe funkcje modułu TPM (metryki integralności)
	4,0	spełnia kryteria określone dla oceny 3,5 oraz dodatkowo potrafi tak skonfigurować system, aby podczas uruchamiania systemu wykorzystany był sprzętowy lub wirtualny moduł TPM
	4,5	potrafi zastosować w aplikacjach zaawansowane funkcje modułu TPM (wiązanie i pieczętowanie, podpis cyfrowy, uwierzytelnianie, atestacja)
	5,0	potrafi wykorzystać sprzętowe i wirtualne moduły zaufanych platform oraz wybrane kryptograficzne tokeny sprzętowe do zaprojektowania i wykonania wybranych systemów zabezpieczających (np. transakcje elektroniczne, protokoły uwierzytelniania użytkowników systemów komputerowych)