Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu một số kỹ thuật và công nghệ để thực hiện thanh toán bằng tiền điện tử qua mạng máy tính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  PHẠM VĂN QUANG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỂ THỰC HIỆN THANH TỐN BẰNG TIỀN ĐIỆN TỬ QUA MẠNG MÁY TÍNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  PHẠM VĂN QUANG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT VÀ CƠNG NGHỆ ĐỂ THỰC HIỆN THANH TỐN BẰNG TIỀN ĐIỆN TỬ QUA MẠNG MÁY TÍNH Ngành: Chuyên ngành: Mã số: Công Nghệ Thông Tin Truyền liệu mạng máy tính 60.48.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trịnh Nhật Tiến Hà Nội - 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình vẽ Trang MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN VĂN MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN Chương CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM TOÁN HỌC 1.1.1 Số nguyên tố số nguyên tố 1.1.2 Đồng dƣ thức 1.1.3 Phần tử nghịch đảo 10 1.2 MÃ HÓA DỮ LIỆU 11 1.2.1 Khái niệm mã hóa liệu 11 1.2.2 Phân loại 11 * Hệ mã hóa khóa cơng khai RSA 15 1.3 CHỮ KÝ SỐ 17 1.3.1 Giới thiệu chữ ký số 17 1.3.2 Sơ đồ ký số RSA 18 1.4 CHỮ KÝ MÙ 19 * Sơ đồ chữ ký mù RSA 21 1.5 HÀM BĂM 22 1.5.1 Hàm chiều (One-way Hash) 22 1.5.2 Tính chất hàm băm 22 Chương THANH TOÁN BẰNG TIỀN ĐIỆN TỬ 23 2.1 CÁC PHƢƠNG THỨC THANH TOÁN TỪ XA QUA MẠNG 24 2.1.1 Thanh toán thẻ điện tử 24 2.1.2 Thanh toán séc điện tử 25 2.1.3 Thanh toán đồng tiền điện tử 25 2.2 KHÁI NIỆM TIỀN ĐIỆN TỬ 26 2.2.1 Cấu trúc tiền điện tử 29 2.2.2 Tính chất tiền điện tử 30 2.2.2.1 Tính an tồn (security) 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.2.2.2 Tính xác thực (authentication) 30 2.2.2.3 Tính riêng tƣ (privacy) 31 2.2.2.4 Tính độc lập (portability) 31 2.2.2.5 Tính chuyển nhƣợng (transferrability) 31 2.2.2.6 Tính phân chia đƣợc (divisibility) 32 2.3 QUY TRÌNH THANH TỐN BẰNG TIỀN ĐIỆN TỬ 33 2.3.1 Mơ hình trả tiền sau 33 2.3.2 Mô hình trả tiền trƣớc 34 2.3.3 Các giao thức thực toán với đồng tiền điện tử 36 2.4 KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ DÙNG TIỀN ĐIỆN TỬ 38 2.4.1 Ẩn danh đồng tiền vấn đề liên quan 38 2.4.2 Giải pháp ngăn chặn gian lận giá trị đồng tiền 39 2.5 HỆ THỐNG TIỀN ĐIỆN TỬ DIGICASH 41 * Giới thiệu 41 2.5.1 Phƣơng thức hoạt động 42 2.5.2 Nhận xét 43 2.6 VẤN ĐỀ THANH TOÁN BẰNG TIỀN ĐIỆN TỬ TẠI VIỆT NAM 45 2.6.1 Thẻ toán điện tử 45 2.6.2 Chuyển tiền điện tử 46 2.6.3 Phát triển toán điện tử Việt Nam 48 Chƣơng THỬ NGHIỆM CHƢƠNG TRÌNH 51 3.1 GIỚI THIỆU 51 3.2 CẤU HÌNH HỆ THỐNG 51 3.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA CHƢƠNG TRÌNH 52 3.4 HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƢƠNG TRÌNH 53 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu TT Chú giải cho ký hiệu sử dụng DBMS Database Management System DN Doanh nghiệp KH Khách hàng NH Ngân hàng RSA Hệ mã hóa khóa cơng khai đề xuất Ron Rivest, Adi Shamir, Len Adlemon năm 1977 TMĐT Thương mại điện tử LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hình mã hóa đối xứng Hình 1.2: Mơ hình mã hóa phi đối xứng Hình 2.1: Mơ hình giao dịch có tính chuyển nhượng Hình 2.2: Mơ hình mơ séc Hình 2.3: Mơ hình mơ tiền mặt Hình 2.4: Mơ hình tốn ngân hàng Hình 2.5: Mơ hình tốn liên ngân hàng Hình 3.1: Xây dựng hệ thống DigiCash Hình 3.2: Giao diện đăng nhập Hình 3.3: Giao diện đăng nhập thành cơng Hình 3.4: Chức Rút tiền Hình 3.5: Chọn đồng tiền muốn rút từ ngân hàng Hình 3.6: Chấp nhận cho người dùng rút tiền Hình 3.7: Thơng báo giá trị n Hình 3.8: Người dùng nhập tham số r Hình 3.9: Giao diện cho phép khách hàng nhận đồng tiền Hình 3.10: Thơng báo nhận đồng tiền Hình 3.11: Giao diện thơng báo ví tiền khách hàng Hình 3.12: Giao diện Thanh tốn Hình 3.13: Thơng báo gửi tiền trả Hình 3.14: Giao diện ví tiền sau tốn Hình 3.15: Kiểm tra tài khoản trước nhận tiền Hình 3.16: Giao diện Nhận tiền Hình 3.17: Thơng báo kiểm tra đồng tiền thành cơng Hình 3.18: Thơng báo lưu đồng tiền vào CSDL tiêu xài Hình 3.19: Thơng báo cộng vào tài khoản sau nhận tiền Hình 3.20: Kiểm tra tài khoản sau nhận tiền LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN VĂN Năm 1997 đánh dấu gia nhập Việt Nam vào hệ thống mạng Internet toàn cầu, thực điều kiện thiết yếu để tạo nên cách mạng công nghệ thông tin ứng dụng vào sống, cách thức hoạt động người thông qua tiện ích thiết thực mà mạng Internet mang lại Quá trình phát triển mở rộng Internet giúp khoảng cách địa lý người, tổ chức rút ngắn lại Nhu cầu trao đổi thơng tin, trao đổi thương mại… địi hỏi tiện ích ngày thuận lợi phục vụ cho hoạt động Năm 2000 đánh dấu bùng nổ Internet, mà mang lại tạo phương thức bán hàng mua hàng qua mạng Quá trình phát triển khái niệm “Thương mại điện tử” hình thành cách tất yếu, có hoạt động tốn điện tử Nếu theo nghĩa đơn giản hình dung q trình người mua người bán tốn cho thơng qua ngân hàng, thẻ tín dụng điện tử Tuy nhiên, hình thức tốn thẻ tín dụng điện tử chưa thật thuận tiện an tồn thơng tin thẻ tín dụng điện tử dễ bị gian lận, đánh cắp Hình thức tốn tiền điện tử bắt đầu sử dụng, tất nhiên giai đoạn đầu chưa thực phát triển Tiền điện tử sử dụng cho mục đích tốn trực tuyến thơng qua dịch vụ toán trực tuyến, chúng phát hành số tổ chức chịu trách nhiệm Tuy nhiên, số vấn đề nảy sinh trình sử dụng tiền điện tử mà luận văn vào nghiên cứu giải là: gian lận giá trị đồng tiền điện tử; việc tiêu nhiều lần đồng tiền điện tử; việc xác định danh tính người sở hữu đồng tiền điện tử Bên cạnh đó, luận văn nghiên cứu vấn đề liên quan đến tiền điện tử, q trình tốn tiền điện tử; trạng hệ thống tiền điện tử giới Việt Nam… MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN Mục đích luận văn nghiên cứu chất q trình thực tốn tiền điện tử, kỹ thuật công nghệ để thực toán điện tử LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu tiền điện tử quy trình thực tốn tiền điện tử PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đầu tiên, luận văn tổng hợp lại khái niệm liên quan đến vấn đề toán sử dụng, vấn đề tốn điện tử Sau đó, luận văn sâu nghiên cứu tiền điện tử, cấu trúc tính chất tiền điện tử Phân tích quy trình tốn tiền điện tử, địi hỏi kỹ thuật cơng nghệ để giải tốn phát sinh q trình sử dụng tiền điện tử (ẩn danh người sử dụng đồng tiền điện tử, gian lận giá trị đồng tiền điện tử tiêu nhiều lần đồng tiền điện tử) KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN Luận văn gồm chương Chương 1: Trình bày khái niệm toán học lý thuyết mật mã học: mã hóa liệu, chữ ký số, chữ ký mù…, ứng dụng hệ thống tiền điện tử Chương 2: Trình bày tốn tiền điện tử, cấu trúc, tính chất mơ hình giao dịch tiền điện tử, quy trình tốn tiền điện tử, kỹ thuật công nghệ để thực toán tiền điện tử, giới thiệu hệ thống tiền điện tử Digicash Hiện trạng toán điện tử Việt Nam Chương 3: Thử nghiệm, demo chương trình hệ thống tiền điện tử Digicash, mô vấn đề ẩn danh, gian lận giá trị tiêu xài nhiều lần đồng tiền, viết ngôn ngữ kịch ASP, ứng dụng phát triển theo mơ hình client/ server, chạy web server IIS Cuối phần kết luận, tóm lược đánh giá lại điểm chính, đóng góp luận văn, đồng thời điểm cần khắc phục định hướng cho luận văn phát triển sau LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM TOÁN HỌC 1.1.1 Số nguyên tố số nguyên tố 1/ Khái niệm Số nguyên tố số tự nhiên lớn 1, chia hết cho Hai số ngun a b gọi nguyên tố chúng có ước số chung lớn (viết: gcd(a, b) = 1) Hai số nguyên tố a, b ký hiệu: a b 2/ Ví dụ 2, 3, 5, 7, 11… số nguyên tố 14 17 hai số nguyên tố 1.1.2 Đồng dƣ thức 1/ Khái niệm Cho số nguyên a, b, m (m>0) Ta nói a b “đồng dư” với theo modulo m, chia a b cho m, ta nhận số dư Ký hiệu: a ≡ b (mod m) 2/ Ví dụ 17 ≡ 23 (mod 3) vì: 17 = 5*3 + 23 = 7*3 + Vậy 17 23 đồng dư với theo modulo Nhận xét: Các mệnh đề sau tương đương 1) a ≡ b (mod m) 2) m \ (a - b) 3) Tồn số nguyên t cho a = b + mt LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3/ Các tính chất quan hệ “đồng dƣ” Với số nguyên dương m ta có: a ≡ a (mod m) với a Z; a ≡ b (mod m) b ≡ a (mod m); (tính chất phản xạ) (tính chất đối xứng) a ≡ b (mod m) b ≡ c (mod m) a ≡ c (mod m); (tính chất bắc cầu) Tổng hay hiệu đồng dư: (a+b) (mod n) ≡ [(a mod n) + (b mod n)] (mod n) (a-b) (mod n) ≡ [(a mod n) - (b mod n)] (mod n) Tích đồng dư: (a*b) (mod n) ≡ [(a mod n) * (b mod n)] (mod n) 4/ Các lớp thặng dƣ Quan hệ “đồng dư” theo modulo m tập Z (tập số nguyên) quan hệ tương đương (vì có tính chất phản xạ, đối xứng, bắc cầu), tạo tập Z phân hoạch gồm lớp tương đương: hai số nguyên thuộc lớp tương đương chúng có số dư chia cho m Mỗi lớp tương đương đại diện số tập Z m = {0, 1,…, m-1} số dư chia số lớp cho m, ký hiệu lớp đại diện số a [a]m Như vậy, [a]m = [b]m a ≡ b (mod m) Vì ta đồng Zm với tập lớp tương đương theo modulo m Zm = {0, 1, 2,…, m-1} gọi tập “thặng dư đầy đủ” theo modulo m Mọi số ngun tìm Zm số đồng dư với theo modulo m LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 59 Sau đó, người dùng nhập vào tham số bí mật, ngẫu nhiên r tương ứng (sao cho ƯCLN n r 1, điều kiện kiểm tra trì vịng lặp người dùng nhập r thành cơng): Hình 3.8: Ngƣời dùng nhập tham số r (phóng to hộp thoại 3.8) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 60 Đồng tiền làm mù, gửi đến cho ngân hàng ký mù, sau ngân hàng gửi lại cho khách hàng xóa mù, lệnh Nhận đồng tiền cho phép khách hàng nhận đồng tiền điện tử này: Hình 3.9: Giao diện cho phép khách hàng nhận đồng tiền * Bảng minh họa chi tiết bước thực để nhận đồng tiền có chữ ký Ngân hàng xóa mù theo q trình trên: Đồng tiền Tham số Tính Tham số Se-ri đồng tiền cần ký Tham số để làm mù Làm mù Ký mù Xóa mù 5000 p q n = p*q (n) = (p-1)*(q-1) b < b < (n) ƯCLN(b, (n)) = a a*b (mod (n)) X r, ƯCLN(n,r) = x*rb mod n = z za mod n = y y/r mod n 21 12 5 8 9 2 11 16 16 16 16 18 12 18 4 16 11 18 11 12 18 11 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 61 Thông báo khách hàng nhận đồng tiền điện tử với giá trị số se-ri tương ứng (được lưu vào CSDL - ví tiền điện tử khách hàng): Hình 3.10: Thơng báo nhận đồng tiền (phóng to thơng báo 3.10) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 62 Lệnh Cập nhật để thấy đồng tiền vừa nhận xuất ví tiền điện tử, đồng thời số tiền tài khoản bị trừ số tiền tương ứng vừa rút Minh họa số tiền tài khoản bị trừ (5.000), đồng thời ví tiền điện tử người dùng xuất đồng tiền điện tử (5.000) với số se-ri tương ứng: Hình 3.11: Giao diện thơng báo ví tiền khách hàng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 63 + Thanh toán: cho phép thực chức trả tiền: Hình 3.12: Giao diện Thanh toán Giao diện yêu cầu khách hàng cung cấp thông tin: + Chọn đồng tiền ví muốn trả từ combo box bên trái + Chọn ID người dùng hệ thống muốn trả từ combo box bên phải Như minh họa q trình trên, người dùng có tài khoản quangpv chọn đồng tiền 5.000 vừa rút từ ngân hàng để trả cho người dùng có tài khoản hadt Nhấn Gửi yêu cầu để thực chuyển tiền LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 64 Hệ thống thông báo gửi đồng tiền với giá trị se-ri tương ứng cho đối tượng nhận: Hình 3.13: Thơng báo gửi tiền trả (phóng to thơng báo 3.13) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 65 Lệnh Cập nhật để thấy ví tiền đồng tiền vừa gửi: Hình 3.14: Giao diện ví tiền sau toán LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 66 Nhận tiền: Tại máy client người trả tiền, đăng nhập vào hệ thống thành cơng, giao diện đăng nhập thành cơng (Hình 3.2), chọn lệnh Rút tiền kiểm tra tài khoản (2.850.000): Hình 3.15: Kiểm tra tài khoản trƣớc nhận tiền LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 67 Khách hàng chọn lệnh Về trang chọn lệnh Nhận tiền để thấy đồng tiền điện tử gửi cho Như minh họa q trình trên, người dùng có tài khoản hadt đăng nhập vào hệ thống thấy đồng tiền điện tử với thơng tin đính kèm gửi cho mình: Hình 3.16: Giao diện Nhận tiền Giao diện hiển thị thông tin: + Các đồng tiền để nhận: hiển thị đồng tiền điện tử gửi chờ nhận với thông tin: giá trị đồng tiền, số se-ri tương ứng chữ ký ngân hàng + Chọn đồng tiền muốn nhận: khách hàng chọn từ combo box đồng tiền muốn nhận từ người trả Lệnh Gửi để kiểm tra gửi đồng tiền đến ngân hàng để kiểm tra tính hợp lệ đồng tiền (chữ ký ngân hàng xem xét xem đồng tiền tiêu xài chưa?) Như hình minh họa trình trên, người dùng có tài khoản hadt gửi đồng tiền có giá trị 5.000 với thông tin liên quan đến ngân hàng để kiểm tra tính hợp lệ đồng tiền LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 68 Ngân hàng kiểm tra (chữ ký đúng, đồng tiền chưa tiêu xài trước đó), khơng có lỗi, gửi trả thông báo thành công cho khách hàng: Hình 3.17: Thơng báo kiểm tra đồng tiền thành cơng (phóng to thơng báo 3.17) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 69 Thông báo lưu đồng tiền vào CSDL đồng tiền tiêu xài CSDL ngân hàng: Hình 3.18: Thơng báo lƣu đồng tiền vào CSDL tiêu xài (phóng to thơng báo 3.18) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 70 Hệ thống gửi thông báo giao dịch thành công cộng thêm giá trị đồng tiền vào tài khoản người vừa nhận tiền: Hình 3.19: Thơng báo cộng vào tài khoản sau nhận tiền LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 71 Khách hàng chọn Về trang chính, kiểm tra tài khoản thực cộng thêm số tiền vừa nhận vào tài khoản (từ 2.850.000 thành 2.855.000): Hình 3.20: Kiểm tra tài khoản sau nhận tiền LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 72 KẾT LUẬN Những kết luận văn là: 1/ Nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống lại vấn đề: - Các khái niệm toán học sử dụng lý thuyết mật mã học - Các kiến thức tảng mã hóa liệu chữ ký điện tử - Các kiến thức tổng quan thương mại điện tử tiền điện tử - Cơ sở khoa học tiền điện tử: + Khái niệm tiền điện tử: cấu trúc tính chất tiền điện tử + Quy trình tốn tiền điện tử + Nghiên cứu phân tích giải pháp cho số vấn đề tiền điện tử: / Vấn đề ẩn danh người sử dụng đồng tiền điện tử ./ Vấn đề gian lận giá trị đồng tiền điện tử ./ Vấn đề ngăn chặn tiêu đồng tiền điện tử nhiều lần - Hệ thống toán điện tử giới, DigiCash, đại diện cho hệ thống sử dụng - Hiện trạng toán điện tử Việt Nam 2/ Thử nghiệm chương trình, xây dựng ứng dụng DigiCash mơ trình sử dụng tiền điện tử để toán qua mạng Hướng phát triển luận văn nghiên cứu sâu nữa, vấn đề ẩn danh, gian lận giá trị tiêu nhiều lần đồng tiền điện tử, phân tích mơ hình tiền điện tử, phát lỗ hổng an toàn mơ hình tiền điện tử đề xuất mơ hình tiền điện tử hiệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt GS Phan Đình Diệu (2006), Lý thuyết Mật Mã An tồn thơng tin, nhà xuất Đại học quốc gia Hà nội PGS.TS Trịnh Nhật Tiến (2007), Giáo trình An tồn liệu PGS.TS Trịnh Nhật Tiến (2007), Bài giảng mơn Phân tích đánh giá thuật toán PGS.TS Trịnh Nhật Tiến, Thanh tốn tiền“điện tử” Một số thơng tin tra cứu internet Tiếng Anh Digicash, home page http://www.digicash.com D.Chaum, A.Fiat, and M.Naor, Untraceable electronic cash (Extended Abstract) Digital Cash, Mandana Jahanian Farsi - Master’s Thesis in Computer Science, Department of mathematics and computer science, Goteborg University 1997 Digicash implementation, Jens Bo Friis - Cryptology, University of Aarhus June 2003, Project supervisor: Jesper Buus Nielsen LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  PHẠM VĂN QUANG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỂ THỰC HIỆN THANH TỐN BẰNG TIỀN ĐIỆN TỬ QUA MẠNG MÁY TÍNH Ngành: Chuyên ngành: Mã số: Công Nghệ Thông... bày tốn tiền điện tử, cấu trúc, tính chất mơ hình giao dịch tiền điện tử, quy trình tốn tiền điện tử, kỹ thuật cơng nghệ để thực tốn tiền điện tử, giới thiệu hệ thống tiền điện tử Digicash Hiện. .. luận văn nghiên cứu vấn đề liên quan đến tiền điện tử, trình tốn tiền điện tử; trạng hệ thống tiền điện tử giới Việt Nam… MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN Mục đích luận văn nghiên cứu chất trình thực tốn tiền