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Academic Year/course: 2021/22

623 - Master's Degree in Telecommunications Engineering

60962 - Advanced security


Syllabus Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
60962 - Advanced security
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
623 - Master's Degree in Telecommunications Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The main objective of the course is to offer the student an overview of the various existing methodologies and models for the generation of secure communications services. In addition to knowing the basic security tools (confidentiality, integrity and authenticity), we now need to acquire the ability to be able to design and evaluate the possibilities of more complex services (zero knowledge proofs, anonymous identification, online gambling, etc.) to have the basis for planning those may arise in a professional future. And all this, without losing sight of the services and networks that currently support them, to continue offering an optimal level of effectiveness and efficiency, and a suitable balance with the security levels required in each proposed service.

These approaches and objectives are aligned with some Sustainable Development Goals, SDG, of the 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) and some specific targets, in such a way that the acquisition of the Learning outcomes of the subject provides training and competence to the student to contribute to their achievement:

  • Goal 16: Promote just, peaceful and inclusive societies.
    • Target 16.5 Substantially reduce corruption and bribery in all their forms.
    • Target 16.6 Develop effective, accountable and transparent institutions at all levels.
    • Target 16.7 Ensure responsive, inclusive, participatory and representative decision-making at all levels.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The Advanced Security subject is taught in the first year of the degree, more specifically in the second semester and has a workload of 6 ECTS. The subject is part of the knowledge fiel, Networks and Services within the Telecommunication Technologies module, which covers compulsory competences within the degree of the University Master's Degree in Telecommunication Engineering.

The learning results of this subject will complement the Heterogeneous Networks and New Generation Internet subjects that are part of the Networks and Services field, providing the student with the knowledge they need to plan secure services of telecommunication networks, that is a fundamental aspect for the correct design of any network.

1.3. Recommendations to take this course

In order to continue this subject normally, it is especially recommended that the student, apart from meeting the requirements for the master's degree, has a solid command of the application of security tools in communications and extensive knowledge of its fundamentals.

For optimal use of the subject, the student is recommended to actively attend class (both theory and exercise sessions). In the same way, the student is recommended to take advantage of and respect the teacher's tutoring schedules for the resolution of possible doubts about the subject and a correct follow-up of it.

2. Learning goals

2.1. Competences

CB6 Management of knowledge enough for providing a basis or opportunity to be original in the development and / or application of ideas, often in a research context.

CB7 Students will know how to apply the acquired knowledge and their ability to solve problems in new or not environments within broader (or multidisciplinary) contexts related to their area of ​​study.

CB8 Students will be able to integrate knowledge and face the complexity of formulating judgments based on information that, being incomplete or limited, include reflections on social and ethical responsibilities linked to the application of their knowledge and judgments.

CB9 Students will know how to communicate their conclusions - and the knowledge and ultimate reasons that support them - to specialized and non-specialized audiences in a clear and unambiguous way.

CB10 Students will possess the learning skills that they will continue feeding in a way that will be largely self-directed or autonomous.

CG1 Ability to project, calculate and design products, processes and facilities in all areas of telecommunications engineering.

CG4 Capacity for mathematical modeling, calculation and simulation in technology and engineering company centers, particularly in research, development and innovation tasks in all areas related to Telecommunication Engineering and related multidisciplinary fields.

CG7 Ability to start up, direct and manage electronic and telecommunications equipment manufacturing processes, with a guarantee of safety for people and goods, the final quality of the products and their approval.

CG11 Ability to know how to communicate (orally and in writing) the conclusions - and the knowledge and ultimate reasons that support them - to specialized and non-specialized audiences in a clear and unambiguous way.

CG12 Possess skills for continuous, self-directed and autonomous learning.

CE4 Ability to design and size transport, broadcast and distribution networks for multimedia signals.

CE6 Ability to model, design, implement, manage, operate, administer and maintain networks, services and content.

CE7 Ability to carry out planning, decision making and packaging of networks, services and applications considering the quality of, direct and operating costs, the implementation plan, supervision, security procedures, scaling and maintenance, as well as manage and ensure quality in the development process.

CE8 Ability to understand and know how to apply the operation and organization of the Internet, new generation Internet technologies and protocols, component models, intermediary software and services.

CE9 Ability to solve the convergence, interoperability and design of heterogeneous networks with local, access and trunk networks, as well as the integration of telephony, data, television and interactive services.

2.2. Learning goals

To pass this subject, the student must demonstrate the following results:

  • Learn about a wide range of cryptographic operators and their efficiency and computational cost characteristics.
  • He knows how to properly assess the different cryptographic operators that must be applied for the requirements that a communications scenario can show.
  • You can distinguish between the security of an operator and the security of a protocol.
  • It extracts, from the purposes of a service, what the security needs will be in its implementation.
  • Based on different service requirements, he is able to identify the different security roles that will appear in his modeling.
  • It recognizes the correctness in the design of safe services.
  • Learn about different modeling tools that will help you establish a security metric.
  • Know how to analyze the security level of a service.
  • He knows the cryptographic protocols that apply to most security services and is able to adapt them to the needs of a particular implementation.
  • It is capable of analyzing a security problem in communications, to later be able to offer design alternatives with the corresponding operators and obtain an optimal solution to the problem posed.

2.3. Importance of learning goals

We can label the subject as fundamental within the knowledge field where it is located, since the design, analysis and implementation of a telecommunications project cannot be understood without a methodology for evaluating security and the possibilities and scope of the services. The course allows the student to know and be able to design and evaluate the scope and security of a communications system and / or modify a previous system to provide it with new management and security capabilities.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate that he has achieved the expected learning results through the following evaluation activities

The student will have a global test in each of the calls established throughout the course. The dates and times of the tests will be determined by the School. The qualification of that test will be obtained as follows:

E1A: Exam of theoretical / practical content (50%). Score from 0 to 10 points. It is a written exam. Through this test the learning outcomes are evaluated. Consequently, the exam includes both theoretical questions and other ones that involve exercise solving, with concrete numerical results.

To pass the subject, a minimum score of 4 out of 10 is required in the Theoretical / Practical Content Exam.

E1B: Evaluation of laboratory practices and practical work (50%). Score from 0 to 10 points. There will be a practice whose delivery and subsequent defense in front of the teacher will suppose the grade of the same.

To pass the course, a minimum score of 4 out of 10 is required in the Laboratory Practice Assessment.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures where the main course contents are presented and discussed, computer lab sessions, and student participation.

Students are expected to participate actively in the class throughout the semester.

Classroom materials will be available via Moodle. These include a repository of the lecture notes used in class, the course syllabus, as well as other course-specific learning materials, including a discussion forum.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class. 

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • A01 Lectures (30 hours). The main theoretical contents are presented and student participation is encouraged. 
  • A02 Practice session (10 hours). Students solve example problems and cases during the classes.
  • A03 Computer lab sessions (20 hours). 10 sessions of two hours each will be held in a computer network laboratory. Instructions for each computer/lab session where the different activities are planned will be available before the session. The students will present the results obtained during each one of the practical units once finished.
  • A08 Assessment (3 hours). A set of theoretical-practical written tests and reports or papers. Details can be found in the "Assessment" Section.

4.3. Syllabus

  • Communication secure services introduction: Motivation and definition.
  • Secure service design principles.
  • Cryptographic functions for symmetric and asymmetric cryptography.
    • Pseudorandom functions.
    • Block ciphering.
    • Hash functions.
    • Authenticated encryption.
    • Public Key Cryptography.
  • Analysis and management tools for secure services.
  • Secure services:
    • Confidentiality.
    • Authentication
    • Integrity.
    • Key Distribution
    • Secret Sharing.
    • Blockchains.

4.4. Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the EINA website.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=60962&year=2020


Curso Académico: 2021/22

623 - Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación

60962 - Seguridad avanzada


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
60962 - Seguridad avanzada
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
623 - Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo principal de la asignatura es ofrecer al alumno un panorama de las diversas metodologías y modelos existentes para la generación de servicios de comunicaciones seguros. Además de conocer las herramientas básicas de seguridad (confidencialidad, integridad y autenticidad), ahora necesitamos adquirir la capacidad de poder diseñar y evaluar las posibilidades de servicios más complejos (pruebas de conocimiento cero, identificación anónima, juego de azar en línea, etc.) para tener la base de planificar aquellos que en un futuro profesional se le pueda plantear. Y todo esto, sin perder de vista los servicios y las redes que actualmente las sustentan, para seguir ofreciendo un nivel de eficacia y eficiencia óptimo, y un equilibrio adecuado con los niveles de seguridad requeridos en cada servicio propuesto.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

  • Objetivo 16: Promover sociedades, justas, pacíficas e inclusivas.

Meta 16.5 Reducir considerablemente la corrupción y el soborno en todas sus formas.

Meta 16.6 Crear a todos los niveles instituciones eficaces y transparentes que rindan cuentas.

Meta 16.7 Garantizar la adopción en todos los niveles de decisiones inclusivas, participativas y representativas que respondan a las necesidades.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura de Seguridad Avanzada se imparte en el primer curso de la titulación, más concretamente en el semestre de primavera y tiene una carga de trabajo de 6 ECTS. La asignatura forma parte de la materia denominada Redes y Servicios dentro del módulo de Tecnologías de Telecomunicación, que cubre competencias obligatorias dentro de la titulación del Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación.

Los resultados de aprendizaje de esta asignatura servirán de complemento a las asignaturas Redes Heterogéneas e Internet de Nueva Generación que forman parte de la materia  Redes y Servicios, proporcionando al alumno los conocimientos que éste necesita para la planificación de servicios seguros de las redes de telecomunicación, aspecto fundamental para el diseño correcto de cualquier red.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para seguir con normalidad esta asignatura es especialmente recomendable que el alumno que quiera cursarla, aparte de cumplir los requisitos exigidos para cursar el máster, tenga un sólido dominio en la aplicación de herramientas de seguridad en las comunicaciones y amplios conocimientos sobre sus fundamentos.

Para el óptimo aprovechamiento de la asignatura se recomienda al alumno la asistencia activa a clase (tanto de teoría como de problemas). Del mismo modo se recomienda al alumno el aprovechamiento y respeto de los horarios de tutorías del profesorado para la resolución de posibles dudas de la asignatura y un correcto seguimiento de la misma.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

CB6 Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.

CB7 Los estudiantes sabrán aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

CB8 Los estudiantes serán capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.

CB9 Los estudiantes sabrán comunicar sus conclusiones –y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CB10 Los estudiantes poseerán las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

CG1 Capacidad para proyectar, calcular y diseñar productos, procesos e instalaciones en todos los ámbitos de la ingeniería de telecomunicación.

CG4 Capacidad para el modelado matemático, cálculo y simulación en centros tecnológicos y de ingeniería de empresa, particularmente en tareas de investigación, desarrollo e innovación en todos los ámbitos relacionados con la Ingeniería de Telecomunicación y campos multidisciplinares afines.

CG7 Capacidad para la puesta en marcha, dirección y gestión de procesos de fabricación de equipos electrónicos y de telecomunicaciones, con garantía de la seguridad para las personas y bienes, la calidad final de los productos y su homologación.

CG11 Capacidad para saber comunicar (de forma oral y escrita) las conclusiones- y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CG12 Poseer habilidades para el aprendizaje continuado, autodirigido y autónomo. 

CE4 Capacidad para diseñar y dimensionar redes de transporte, difusión y distribución de señales multimedia.

CE6 Capacidad para modelar, diseñar, implantar, gestionar, operar, administrar y mantener redes, servicios y contenidos.

CE7 Capacidad para realizar la planificación, toma de decisiones y empaquetamiento de redes, servicios y aplicaciones considerando la calidad de servicio, los costes directos y de operación, el plan de implantación, supervisión, los procedimientos de seguridad, el escalado y el mantenimiento, así como gestionar y asegurar la calidad en el proceso de desarrollo.

CE8 Capacidad de comprender y saber aplicar el funcionamiento y organización de Internet, las tecnologías y protocolos de Internet de nueva generación, los modelos de componentes, software intermediario y servicios.

CE9 Capacidad para resolver la convergencia, interoperabilidad y diseño de redes heterogéneas con redes locales, de acceso y troncales, así como la integración de servicios de telefonía, datos, televisión e interactivos.  

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

Conoce una amplia gama de operadores criptográficos y sus características de eficiencia y costos computacionales.

Sabe valorar adecuadamente los diferentes operadores criptográficos que se deben aplicar para las exigencias que un escenario de comunicaciones puede ofrecer.

Sabe distinguir entre la seguridad de un operador y la seguridad de un protocolo.

Extrae, a partir de las finalidades de un servicio, cuáles van a ser las necesidades de seguridad en su implementación.

A partir de diferentes requisitos de los servicios, es capaz de identificar los diferentes roles de seguridad que aparecerán en su modelado.

Reconoce la corrección en el diseño de servicios seguros.

Conoce diferentes herramientas de modelado que le servirán para establecer una métrica de seguridad.

Sabe analizar el nivel de seguridad de un servicio.

Conoce los protocolos criptográficos que se aplican a la mayor parte de los servicios de seguridad y es capaz de adaptarlos a las necesidades de una implementación particular.

Es capaz de analizar un problema de seguridad en las comunicaciones, para después poder ofrecer alternativas de diseño con los operadores correspondientes y obtener una solución óptima al problema planteado. 

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La asignatura la podemos calificar como fundamental dentro de la materia en la que se ubica, ya que no se puede entender el diseño, análisis e implementación de un proyecto de telecomunicaciones sin una metodología de evaluación de la seguridad y de las posibilidades y alcance de los servicios. La asignatura permite al alumno conocer y ser capaz de diseñar y evaluar el alcance y la seguridad de un sistema de comunicaciones y/o modificar un sistema previo para dotarlo de nuevas capacidades de gestión y seguridad.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

El alumno dispondrá de una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas a lo largo del curso. Las fechas y horarios de las pruebas vendrán determinadas por la Escuela. La calificación de dicha prueba se obtendrá de la siguiente forma:

E1A: Examen de contenidos teórico/prácticos (50%). Puntuación de 0 a 10 puntos. Se trata de un examen escrito. Mediante esta prueba se evalúan los resultados de aprendizaje. En consecuencia, el examen incluye tanto preguntas teóricas como preguntas que implican la resolución de problemas, con resultados numéricos concretos.

Para superar la asignatura es necesaria una puntuación mínima de 4 puntos sobre 10 en el Examen de Contenidos Teórico/Prácticos.

E1B: Evaluación de prácticas de laboratorio y trabajo práctico (50%). Puntuación de 0 a 10 puntos. Se realizará una práctica cuya entrega y posterior defensa frente al profesor supondrán la nota de la misma.

Para superar la asignatura es necesaria una puntuación mínima de 4 puntos sobre 10 en la Evaluación de prácticas de laboratorio.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje se desarrollará en varios niveles: clases magistrales en las que se fomentará la participación del alumno, clases prácticas en el laboratorio. La metodología que se propone trata de fomentar el trabajo continuado del estudiante.

4.2. Actividades de aprendizaje

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Las metodologías de enseñanza-aprendizaje que se realizarán para conseguir los resultados de aprendizaje propuestos son las siguientes:

A01: Clase magistral (30 horas). Exposición por parte del profesor de los principales contenidos de la asignatura, combinada con la participación activa del alumnado. Esta metodología, apoyada con el estudio individual del alumno está diseñada para proporcionar a los alumnos los fundamentos teóricos del contenido de la asignatura.

A02: Resolución de problemas y casos (10 horas). Resolución de problemas y casos prácticos propuestos por el profesor, con posibilidad de exposición de los mismos por parte de los alumnos de forma individual o en grupos autorizada por el profesor. Esta actividad puede exigir trabajo de preparación por parte de los alumnos. 

A03: Prácticas de laboratorio (20 horas).  Los alumnos realizarán sesiones de prácticas de 2 horas de duración cada semana.  

A08: Evaluación (3 horas). Conjunto de pruebas escritas teórico-prácticas y presentación de informes o trabajos utilizados en la evaluación del progreso del estudiante. El detalle se encuentra en la sección correspondiente a las actividades de evaluación

4.3. Programa

Introducción a los servicios seguros de comunicaciones: motivación y definición.

Principios de diseño de servicios seguros.

Operadores criptográficos: Criptografía simétrica y asimétrica.

Funciones pseudoaleatorias.

Cifrado en bloque.

Funciones Hash.

Cifrado autenticado.

Criptografía de clave pública.

Herramientas de análisis y gestión de servicios seguros.

Servicios seguros: Confidencialidad, autenticidad, integridad, distribución de claves, compartición de secretos, blockchains, etc. 

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

El calendario de la asignatura, tanto de las horas presenciales, como las sesiones de laboratorio estará definido por el centro en el calendario académico del curso correspondiente.

 La asignatura consta de un total de 6 créditos ECTS. Las actividades se dividen en clases teóricas, resolución de problemas o casos prácticos en clase y prácticas de laboratorio. Las actividades tienen como objetivo facilitar la asimilación de los conceptos teóricos complementándolos con los prácticos, de forma que se adquieran los conocimientos y las habilidades básicas relacionadas con las competencias previstas en la asignatura.

Las fechas de inicio y finalización del curso y las horas concretas de impartición de la asignatura así como las fechas de realización de las prácticas de laboratorio e impartición de seminarios se harán públicas atendiendo a los horarios fijados por la Escuela.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=60962&year=2020