1. Lecture Series (no. 19300901) + Exercise (no. 19300902)

Logik und Diskrete Systeme, 10 LP (Bachelor)

Schedule:  WS, 4+2 SWS

Instructors: Gerhard Wunder and Katharina Klost

Mengenlehre: Mengen, Relationen, Äquivalenz- und Ordnungsrelationen, Funktionen

Logik: Aussagenlogik, Prädikatenlogik, Erfüllbarkeitstests

Boolesche Algebra: Boolesche Funktionen, Normalformen

Beweistechniken

Kombinatorik: Schubfachprinzip, Rekursion, Abzählprinzipien, Fakultät, Binomialkoeffizienten

Diskrete Wahrscheinlichkeitstheorie

Graphentheorie: Repräsentationsformen, Wege und Kreise, Bäume

2. Lecture Series (no. 19333001) + Exercise (no. 19333002)

Cybersecurity und AI I: Privacy, Robustness(Cybersicherheit und KI I: Robuste KI mit Datenschutz), 5 LP

Schedule:  WS, 2+2 SWS

Instructors: Gerhard Wunder, Benedikt Groß

Inhalte:

Datenschutzmodelle, Differential Privacy, synthetische Daten, rechtlicher Rahmen, Angriffe auf Datenschutz

Statistische Datenbanken: Allgemeine Nomenklatur, Datenrepresentation, Queries und (lineare) Statistiken

Einführung DNN Architekturen, generative Modelle (VAE, GAN, Diffusion), allgemeine Eigenschaften usw.

Mathematischer Datenschutz (f-DP, Gaussian DP, Rényi-DP…), DP als Hypothesentests, Rate-Distortion Problem

Mechanismen (Gaussian-, Laplace-, Exponential-), Composition Theoreme, Limit Theorem für DP

DNN mit Datenschutz: DP-SGD, PATE, Moments Accountant, Utility-Privacy-Tradeoffs

Synthetische Daten mit Datenschutz, Angriffe (Membership Inference Attack usw.), Angriffstaxonomy

Praktische Implementierungen, viele Beispiele aus Biometrie, E-Health, …

Theoretische Garantien, Robustheit und Zertifizierung

3. Lecture Series (no. 19331401) + Exercise (no. 19331402)

Foundations of Information-Theoretic Security (Grundlagen der informationstheoretischen Sicherheit), 5 LP

Schedule:  WS, 4+2 SWS

Instructors: Gerhard Wunder

Inhalte:

Was ist perfekte Sicherheit? Angriffe auf Diffie-Hellman und RSA, Schlüsselmanagement in skalierbaren Systemen

Verschlüsselungssysteme und Krypto-Metriken: Fundamentalsätze, reine Chriffren und Restklassen-Theorie, Distanzmaße für Verteilungen und ihre Einbettungen, semantische Sicherheit, min-Entropie, optimale Hyphothesentests

Grundlagen der Abhörkodierung (Degradierter Kanal, erreichbare Ratenregion, Coset-Kodierung, Algebraische Codes, Crypto-Designs, Universelle Hash Lemma, Ramanujan-Graphen, …)

Grundlagen der Secret Key Generation (Mauer’s Schema, Schlüsselkapazität, Reconcilliation-Protokolle wie Cascade, Privacy amplification, Extractors, Fuzzy extractor, BCH-Designs, “From weak to strong security”, ...)

Schätzverfahren für Entropie-Metriken und Transinformation

4. Seminar (19331611)

Cybersecurity and AI, 5LP

Schedule: WS + SS, Seminar

Instructors: Gerhard Wunder, Benedikt Groß