Программирование на Python

Магистратура 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Кибербезопасность)

Кто читает: Кафедра информационной безопасности киберфизических систем

Когда читается: 1-й курс, 2, 3 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Язык: русский

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

В рамках дисциплины студенты научатся описывать алгоритмы для решения задач и работы с данными. Разберут, как улучшить и упростить программу с помощью модулей, итераторов, декораторов. Изучат технологии для тестирования кода, разбора текста и веб-страниц. По завершению дисциплины студенты будут обладать теоретическими знаниями и профессиональными компетенциями программирования на языке Python, такими как работа с файлами, работа с внешними API: работа с разными форматами данных, работа с библиотекой requests, http-запросы, работа с классами на примере API VK. GIT — система контроля версий: внедрение системы контроля версий; история работы и ветки; командная работа. Профессиональная работа с Python: модули, пакеты, импорты в Python, итераторы, генераторы, декораторы. Применение Python на практике: разработка тестов, регулярные выражения, веб-скрапинг

Цель освоения дисциплины

Получение навыка программирования для автоматизации процессов защиты систем

Планируемые результаты обучения

Умеет писать код, используя условные конструкции; выполнять операции сравнения
Умеет различные объекты записывать в файл Python и читать их обратно, умеет объединять аналитические данные из разных систем в одну структуру
Знает в каких случаях эффективнее применять функции, а в каких классы. С какими проблемами можно столкнуться при применении функции и как применение классов может решить проблемы
Умеет объявить класс в Python
Знает, что такое регулярные выражения и чем они отличаются от простого поиска
Знает синтаксис регулярных выражений
Знает модуль re в Python
Умеет использовать регулярные выражения на практике
Знает существующие системы контроля версий, архитектуру работы git и svn, понятие CI/CD
Умеет создавать git репозиторий, создавать ветки в локальном и удаленном репозитории, выкладывать свои изменения в удаленный репозиторий, разрешать конфликты при работе с Git-репозитори
Умеет настраивать базовые CI/CD пайплайны
Знает как отправлять HTTP-запросы с помощью Python, используя соответствующие библиотеки
Умеет отправлять HTTP-запросы с помощью Python, использует библиотеку requests
Знает типы API, как работать с различными форматами данных (формат JSON), библиотеки для работы с API
Умеет использовать Python для работы с API и автоматизировать задач
Знает инструменты для сканирования уязвимостей, библиотеки для обработки данных
Умеет писать скрипты для автоматического сканирования и анализа уязвимостей
Знает базовые понятия языка Python, его преимущества, принципы работы в Jupyter Notebook.
Знает почему обязательно нужно писать комментарии в коде и в чём особенности простых арифметических операций в Python 3.
Познакомился с переменными и знает как их называть.
Знает применение переменных, условных конструкций и логических операторов, написание кода.
Умеет реализовывать поставленные задачи, используя типы данных и циклы; создавать собственные функции и умеет работать со встроенными.
Знает типичные проблемы со временем, ведущие к ошибкам при обработке и интерпретации данных.
Знает, как работать с ошибками в Python: чтение ошибок, обработка информации, как запрашивать помощь при работе с ошибками.
Умеет работать с датами в Datetime: знает как из строк получать полноценный объект даты и времени, как импортировать библиотеку, как заполнять datetime, как сравнивать, вычитать и прибавлять даты.
Знает формат Unixtime как альтернативой Datetime.
Знает специализированные инструменты, позволяющие расследовать инциденты, восстанавливать данные, устранять угрозы и обеспечивать безопасное функционирование систем и сетей.
Умеет писать скрипты для автоматического восстановления данных, устранения угроз безопасности.
Знает специализированные инструменты и библиотеки автоматизации для управления настройками СЗИ и SIEM- систем.
Умеет разрабатывать сценарии автоматизации для управления настройками безопасности сети и систем (контроль изменений конфигураций и обработку логов с использованием Python-скриптов и библиотек).
Умеет создавать git репозиторий, создавать ветки в локальном и удаленном репозитории, выкладывать свои изменения в удаленный репозиторий, разрешать конфликты при работе с Git-репозиторием.
Умеет создавать HTTP-запросы на Python.
Умеет создавать простой GET-запрос и POST-запрос на Python.
Умеет устанавливать библиотеки для работы Requests, Beautiful Soup, Scapy.
Умеет создавать и отправлять собственные пакеты с помощью Scapy.
Знает типы API, как работать с различными форматами данных, библиотеки для работы с API.
Умеет выполнять предварительную обработку данных с помощью библиотеки pandas (применять функции для dataframe).
Умеет фильтровать данные и применять различные способы индексирования (вебинар).
Владеет навыками использования некоторых простых функций библиотек для визуализации данных.
Владеет навыками использования некоторых простых функций библиотек для статистического анализа данных и применять их к задачам ИБ.
Знает понятие, классификацию, характеристики и принципы разработки эксплойтов.
Знает инструменты для автоматизации задач, связанных с разработкой и тестированием эксплойтов (включая инструменты для поиска уязвимостей).
Умеет использовать requests и BeautifulSoup для для обнаружения уязвимостей (в частности, обнаружение SQL-инъекции, парсинг HTML-страниц, извлечение определенных элементов и атрибутов).
Умеет использовать некоторые возможности инструментов PyCrypto и PyCryptodom.
Умеет использовать некоторые возможности библиотеки Pexpect, в том числе для автоматизации входа в систему.
Умеет загружать датасет botsv1 и подготовить его к работе.
Умеет работать с датасетом botsv1 с использованием библиотеки Pandas и оптимизировать работу датасета при большом объеме данных.
Умеет работь с данными Windows Security Log с помощью Pandas.
Умеет выполнять поиск подозрительных событий автоматически.
Умеет выявлять подозрительные домены.
Умеет загружать и нормализуем данные JSON в объект Pandas.
Умеет анализировать данные логов Nessus и Suricata.
Умеет устанавливать фреймворк Volatility и выполнять простых операций с дампом памяти с помощью плагинов Volatility.
Умеет анализировать дампа сетевого трафика с помощью PyShark и искать подозрительные артефакты.
Умеет анализировать файл и выполнять первичную деобфускацию.
Владеет навыками разработки инструмента на Python, который анализирует файлы на наличие вирусов и других киберугроз, используя API VirusTotal и базы данных Vulners.
Знает возможности взаимодействия с СЗИ и Python.
Умеет работать с документацией и применять доступные API методы
Умеет выполнять интеграцияю с VirusTotal через API для улучшения стратегии защиты от злоумышленников и предотвращения инцидентов.
Владеет навыками использования API и скриптов на Python для автоматизации типовых задач безопасности.

Содержание учебной дисциплины

1. Введение в программирование
2. Управляющие конструкции и коллекции
3. Функции и области видимости
4. Работа с файлами и пакетами
5. Время и даты в Python
6. Классы и объекты (ООП)
7. Регулярные выражения и основы синтаксического разбора
8. GIT - система контроля версий
9. Взаимодействие в WWW
10. Python для аналитиков ИБ: API и анализ данных
11. Python для аналитиков ИБ: эксплойты
12. Python для аналитиков ИБ: поиск негативных событий
13. Python для аналитиков ИБ: форензика
14. Управление системами и ресурсами защиты информации с помощью Python

Элементы контроля

Домашние задания с самопроверкой (темы 2,4,5,7,8,9,10)
Итоговый тест по 2-му модулю
Процедура сдачи итогового теста по 2-му модулю: Студенты выполняют тест в лмс. Тест содержит 20 вопросов. При ответе на вопрос необходимо выбрать один ответ или несколько правильных ответов. В этом случае в тексте вопроса будет дано особое указание. Время выполнения теста – 30 минут. Студент может пройти тест 1 раз.
Домашние задания с проверкой преподавателем (темы 3,6)
Процедура сдачи домашних заданий с проверкой преподавателем: 1. Перед выполнением задания студент устанавливает jupyter notebook либо использует google colab 2. Студент прикрепляет ссылку на выполненное задание в Google Colab или GitHub (если использовали Jupyter Notebook). По ссылке есть доступ. 3. Преподаватель в лмс оставляет обратную связь на выполненную работу.
Итоговая работа по 3-му модулю
Итоговый экзамен по дисциплине проводится в форме выполнения итоговой работы по в 3-ем модуле дисциплины. Студентам предлагается выполнить задание, которое может включать написание скриптов для автоматического сканирования и анализа уязвимостей, написание скриптов для автоматического восстановления данных, устранения угроз безопасности, автоматический поиск негативных событий, автоматизацию управления настройками безопасности сетей и др. Итоговая работа, может включать в себя элементы всех тем курса. Максимальная оценка за выполненное задание — 10 баллов

Промежуточная аттестация

2024/2025 3rd module
0.3 * Домашние задания с проверкой преподавателем (темы 3,6) + 0.2 * Домашние задания с самопроверкой (темы 2,4,5,7,8,9,10) + 0.4 * Итоговая работа по 3-му модулю + 0.1 * Итоговый тест по 2-му модулю

Список литературы

Авторы

Аксенова Ольга Вениаминовна
Яганова Мадина Владимировна
Евсютин Олег Олегович

Программа дисциплины