Braun, Michael

Algorithmen und Datenstrukturen (30.7118)

[Modus]
Blended Learning mit verschiedenen Lerneinheiten (Präsenz, virtuell, synchron, asynchron, gemeinsam, individuell)

[Vorlesung]
Die Lehrveranstaltung ist neben der Einführung in fünf 14-tägige Lernzyklen eingeteilt;
Jeder Lernzyklus besteht aus folgenden Einheiten:

• Selbstlerneinheit: Vorlesungsäquivalente Lehrvideos schauen und durcharbeiten
• Lerneinheit mit Ihrem Lernteam (3-4 Studierende) nach Absprache
• Hörsaal-Plenum, bei dem Fragen, Aufgaben und Lösungen diskutiert werden
• Sprechstunde nach Absprache, um individuelle offene Fragen nach dem Hörsaal-Plenum im kleinen Kreis mit Lernteam und Dozent zu besprechen

[Kein Testat]
Die Lehrveranstaltung besitzt im Gegensatz zu den meisten Lehrveranstaltungen keine Prüfungsvorleistung! Es muss kein Bericht abgegeben werden; Es muss nicht zwingend in einem Lernteam gearbeitet werden (wird aber empfohlen und ist wichtig für den Lernerfolg!)

[Material]
Lehrvideos + Folien + klausurähnliche Aufgaben

[Klausur]
90 min;
Es sind keine Hilfsmittel erlaubt;

[Inhalt]
01 Iterative und rekursive Algorithmen
02 Erstes Sortieren und Laufzeit
03 Komplexität
04 Dynamische Programmierung
05 Teile und herrsche
06 Abstrakte Datenstrukturen
07 Bäume
08 Binärbäume
09 Graphen
10 Dijkstra

Grundlagen und Implementierung moderner neuronaler Netzarchitekturen (42.5104)

[Modus]
Blended Learning mit verschiedenen Lerneinheiten (Präsenz, virtuell, synchron, asynchron, gemeinsam, individuell)

[Vorlesung]
Die Lehrveranstaltung ist neben der Einführung in sechs 14-tägige Lernzyklen eingeteilt;
Jeder Lernzyklus besteht aus folgenden Einheiten:

• Selbstlerneinheit: Vorlesungsäquivalente Lehrvideos schauen und durcharbeiten
• Lerneinheit mit Ihrem Lernteam (3-4 Studierende) nach Absprache
• Hörsaal-Plenum, bei dem Fragen, Aufgaben und Lösungen diskutiert werden
• Sprechstunde nach Absprache, um individuelle offene Fragen nach dem Hörsaal-Plenum im kleinen Kreis mit Lernteam und Dozent zu besprechen

[Testat]
Abschlusspräsentation (1h pro Team)

[Material]
Lehrvideos + Manuskript + Programmieraufgaben + klausurähnliche Aufgaben

[Klausur]
90 min;
Es sind keine Hilfsmittel erlaubt;

[Inhalt]
01 Einführung
02 Gradientenabstieg
03 Gradientenapproximation
04 Backpropagation
05 Affine Transformation
06 Perzeptron
07 Modelloptimierung
08 Dropout
09 Klassifikation und Softmax
10 Kreuzentropie
11 Sequence-To-Sequence
12 Aufmerksamkeitsmechanismus I
13 Aufmerksamkeitsmechanismus II
14 Transformer-Architektur
15 Decoder-Only-Architektur
16 Encoder-Only-Architektur

Hauptseminar (41.4800)

[Titel]
Post-Quantum-Kryptografie

[Beschreibung]
Post-Quantum-Kryptografie (PQK) bezieht sich auf kryptografische Verfahren, die resistent gegen Angriffe durch Quantencomputer sind. Die aktuelle NIST-Ausschreibung (https://csrc.nist.gov/projects/post-quantum-cryptography) zielt darauf ab, standardisierte kryptografische Algorithmen zu identifizieren, die auch in einer Welt mit leistungsfähigen Quantencomputern Sicherheit bieten. In diesem Hauptseminar zur Post-Quantum-Kryptografie werden die neuen Kandidaten der NIST-Ausschreibung eingehend untersucht. Ziel ist es, die Theorie zu beschreiben, die Sicherheitsmechanismen, Leistungsfähigkeit und Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Algorithmen zu analysieren. Die Teilnehmer*innen erhalten einen umfassenden Überblick über die aktuellen Entwicklungen und Herausforderungen in der Post-Quantum-Kryptografie.

[Zielgruppe]
Master Informatik (kein Data-Science);

[Plätze]
12 Studierende

[Termine]

• Kickoff: 15. Oktober 2024 (13:45-14:15): Einführung in das Thema und Bilden der 2-er Teams.
• Submission: 29. Oktober 2024: Jedes Team reicht einen Vorschlag für ein Thema (aktueller NIST-Kandidat) ein („First come first serve“). Der Vorschlag enthält eine kurze Beschreibung (ca. 100-150 Wörter). Es finden individuelle Treffen mit dem Dozenten zur Absprache statt.
• Kurzvortrag: 26. November 2024 (14:15-16:15 Uhr): Jedes Team stellt im Plenum kurz das eigene Thema vor (10-15 min).
• Abschluss-Workshop: Ende des Semesters/ggf. nach Klausurenphase (1-2 Tage je nach Themenanzahl) (60 min Vortrag inkl. Diskussion pro Thema; etwa 30 min pro Person); Vor dem Abschluss-Workshop finden individuelle Treffen mit dem Dozenten statt.
• Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung: Eine Woche nach dem Workshop werden die schriftlichen Ausarbeitungen abgegeben; 10-20 Seiten im LNCS-LaTeX-Template (https://de.overleaf.com/latex/templates/springer-lecture-notes-in-computer-science/kzwwpvhwnvfj);
• Sprache englisch oder deutsch möglich

Codierungstheorie
Algebraische Kombinatorik
Kryptographie
IT-Sicherheit

Publikationen

Co-Authoren: Gianmarco Baldini, Anton Betten, Holger Bock, Maarten de Boeck, Dean Crnković, Marcus Dichtl, Tuvi Etzion, Rainer Falk, Harald Fripertinger, Erwin Hess, Johann Heyszl, Anna-Lena Horlemann, Joshua Humpich, Anton Kargl, Adalbert Kerber, Michael Kiermaier, Andreas Koepf, Axel Kohnert, Florian Kohlmayer, Antii Laaksonen, Reinhard Laue, Mingyan Li, Scott Lindelman, Florian Mallmann, Felice Manganiello, Bernd Meyer, Ulrike Meyer, Vedrana Mikulić Crnković, Anamari Nakić, Franco Oliveri, Patric Östergård, Radha Poovendran, Jan Reichelt, Richard Robinson, Joachim Rosenthal, Krishna Sampigethaya, Hermann Seuschek, Andrea Švob, Alexander Vardy, Alfred Wassermann, Susanne Wetzel