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ITI - Institut für Theoretische Informatik

Das Institut befasst sich mit den theoretischen Grundlagen der Informatik und deren Anwendung auf praktische Fragestellungen. Das Themenspektrum reicht von der Algorithmik über Formale Methoden bis hin zu Kryptographie und Sicherheit.

Ein Schwerpunkt des Instituts liegt auf der »Algorithmik« und deren Anwendung, insbesondere Graphenalgorithmen, algorithmische Geometrie sowie parallele und verteilte Algorithmen. Eine besondere Betonung liegt auf der Methodik des »Algorithm Engineering«. Die bearbeiteten Forschungsthemen umfassen theoretische wie praktische Fragestellungen aus verschiedenen Gebieten, dazu gehören Algorithmenbibliotheken für grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen, Netzwerkanalyse und -visualisierung sowie algorithmische Lösungsmethoden für Optimierungsprobleme im Verkehrsbereich und in Energiesystemen.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von Algorithmen und Modellen für Probleme im Bereich der evolutionären Bioinformatik. Die Forschungsthemen umfassen die klassische Sequenzanalyse, Algorithmen & Software zur Stammbaumrekonstruktion, Methoden der Populationsgenetik und die Analyse sehr großer biologischer Daten auf Hoch- und Höchstleistungsrechnern.

Die Arbeitsgruppen für Algorithmik sind am DFG-Graduiertenkolleg GRK-1194 »Selbstorganisierende Sensor-Aktor-Netzwerke«,  an den DFG-Schwerpunktprogrammen SPP-1307 »Algorithm Engineering« und
SPP-1736 »Algorithms for Big Data« und am Helmholtz-Programm »Speicher und vernetzte Infrastrukturen« beteiligt.

Der Bereich »Formale Methoden« umfasst neben theoretischer Grundlagenforschung, wie im Bereich der Semantik von Programmiersprachen oder bei der Entwicklung geeigneter Kalküle, auch die Erschließung formal-logischer Methoden für die Praxis durch ihre Integration mit konventionellen Methoden des Software Engineering und die Anwendung formaler Methoden zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Software in konkreten Anwendungsbereichen.
  Wesentliches Thema ist die effiziente und benutzerfreundliche Spezifikation, Verifikation und automatische Analyse von Software. Dabei wird sowohl die abstrakte Designebene als auch die Implementierungsebene betrachtet.

Ein Fokus liegt auf der Verifikation objektorientierter Software. Diese Forschungsaktivitäten finden u.a. als Teil des KeY-Projektes
(www.key-project.org) statt, welches die deduktive Verifikation von Java-Programmen zum Ziel hat.

Aktuelle Anwendungsgebiete sind u.a. Software-Sicherheit, die Korrektheit von Mikrokernen, Netzwerkprotokolle, numerische Software
und Wahlverfahren.

Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt auf »Kryptographie und Sicherheitsforschung«. Als Europäisches Institut für Systemsicherheit (EISS) wurde diese Arbeitsgruppe 1988 gegründet. Heute ist sie beteiligt an der interdisziplinären Forschung im Kompetenzzentrum für angewandte Sicherheitstechnologie (KASTEL), betreibt Forschungstransfer über das Forschungszentrum Informatik (FZI) und ist beteiligt an dem Helmholtz-Programm »Supercomputing and Big Data«.

Ein zentrales Thema, das die Forschungsarbeiten überspannt, sind beweisbare Sicherheitsgarantien. Hiermit sind formale Beweise dafür gemeint, dass in einem System innerhalb eines mathematischen Modells keine Angriffe möglich sind. Dies liefert nachvollziehbare und belastbare Sicherheitsgarantien und erlaubt einen mathematischen Zugang, bei dem Sicherheit basierend auf falsifizierbaren Annahmen mathematisch nachgewiesen wird.
ITI - Institut für Theoretische Informatik
Forschungsgruppen Kontakt
Anwendungsorientierte Formale Verifikation Prof. Dr. B. Beckert
Verfahren der Kryptographie Prof. Dr. D. Hofheinz
Kryptographie und Sicherheit Prof. Dr. J. Müller-Quade
Algorithmik II Prof. Dr. P. Sanders
High Performance Computing in den Lebenswissenschaften Prof. Dr. A. Stamatakis
Algorithmik I Prof. Dr. D. Wagner
Paralleles Rechnen Juniorprof.  Dr. H. Meyerhenke
Verifikation trifft Algorithmik Dr. C. Sinz

(Research Group)

    
Emeritierte Professoren  
Algorithmik II Prof. em. Dr. P. Deussen
ILKD Menzel Prof. em. Dr. W. Menzel
Kryptographie und Sicherheit Prof. em. Dr. R. Vollmar
    
Professoren im Ruhestand  
Kryptographie und Sicherheit Prof. Dr. J. Calmet
Logik und Formale Methoden Prof. Dr. P. Schmitt