Da i ho c quo c gia ha no i tru o ng da

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LÊ CÔNG TUẤN ANH CÁC PHƯƠNG PHÁP TẤN CÔNG CHỮ KÝ SỐ: RSA,ELGAMAL,DSS LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LÊ CÔNG TUẤN ANH CÁC PHƯƠNG PHÁP TẤN CÔNG CHỮ KÝ SỐ: RSA,ELGAMAL,DSS Ngành: Công nghệ Thông tin Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã số: 60480103 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRỊNH NHẬT TIẾN Hà Nội - 2016 LỜI CẢM ƠN Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trịnh Nhật Tiến, Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, ngƣời thầy dành nhiều thời gian tận tình bảo, hƣớng dẫn, giúp đ ỡ tơi suốt q trình tìm hi ểu nghiên c ứu.Thầy ngƣời định hƣớng đƣa nhiều góp ý q báu suốt q trình tơi thực luận v n Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô khoa Công nghệ thông tin – Trƣờng Đại học Công nghệ - ĐHQGHN cung cấp cho kiến thức tạo cho điều kiện thuận lợi suốt q trình tơi học tập trƣờng Tơi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân bạn bè động viên tạo điều kiện tốt cho Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2016 Họ tên Lê Công Tuấn Anh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu, thực dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Trịnh Nhật Tiến Trong toàn nội dung nghiên cứu luận v n, vấn đề đƣợc trình bày tìm hiểu nghiên cứu cá nhân tơi đƣợc trích dẫn từ nguồn tài liệu có ghi tham khảo rõ ràng, hợp pháp Hà Nội, tháng 10 năm 2016 Họ tên Lê Công Tuấn Anh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Chương MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Error! Bookmark not defined 1.1 Một số khái niệm số học Error! Bookmark not defined 1.1.1 Ƣớc chung lớn bội chung nhỏ Error! Bookmark not defined 1.1.2 Quan hệ đồng dƣ Error! Bookmark not defined 1.1.3 Số nguyên tố Error! Bookmark not defined 1.2 Một số khái niệm đại số Error! Bookmark not defined 1.2.1 Cấu trúc nhóm Error! Bookmark not defined 1.2.2 Nhóm Cyclic Error! Bookmark not defined 1.2.3 Nhóm Zn* Error! Bookmark not defined 1.3 Độ phức tạp thuật toán Error! Bookmark not defined 1.3.1 Khái niệm độ phức tạp thuật toán Error! Bookmark not defined 1.3.2 Phân lớp toán theo độ phức tạp Error! Bookmark not defined 1.3.3 Hàm phía hàm cửa sập phía Error! Bookmark not defined 1.4 Các toán quan trọng mật mã Error! Bookmark not defined 1.4.1 Bài toán kiểm tra số nguyên tố lớn Error! Bookmark not defined 1.4.2 Bài tốn phân tích thành thừa số ngun tố Error! Bookmark not defined 1.4.3 Bài tốn tính logarit rời rạc theo modulo Error! Bookmark not defined Kết luận chƣơng Error! Bookmark not defined Chương CÁC PHƢƠNG PHÁP TẤN CÔNG CHỮ KÝ SỐError! Bookmark not defined 2.1 Tổng quan chữ ký số Error! Bookmark not defined 2.1.1 Khái niệm chữ ký số Error! Bookmark not defined 2.1.2 Phân loại “chữ ký số” Error! Bookmark not defined 2.2 Chữ ký RSA Error! Bookmark not defined 2.2.1 Sơ đồ chữ ký Error! Bookmark not defined 2.2.2 Tấn cơng dạng 1: Tìm cách xác định khóa bí mậtError! Bookmark not defined 2.2.3 Tấn cơng dạng 2: Giả mạo chữ ký (khơng tính trực tiếp khóa bí mật)Error! Bookmark 2.3 Chữ ký Elgamal Error! Bookmark not defined 2.3.1 Sơ đồ chữ ký Error! Bookmark not defined 2.3.2 Tấn công dạng 1: Tìm cách xác định khóa bí mậtError! Bookmark not defined 2.3.3 Tấn công dạng 2: Giả mạo chữ ký (không tính trực tiếp khóa bí mật)Error! Bookmark 2.4 Chữ ký DSS Error! Bookmark not defined 2.4.1 Sơ đồ chữ ký Error! Bookmark not defined 2.4.2 Chú ý Error! Bookmark not defined 2.5 Ứng dụng chữ ký số Việt Nam Error! Bookmark not defined Kết luận chƣơng Error! Bookmark not defined Chương XÂY DỰNG THƢ VIỆN TÍNH TỐN SỐ LỚNError! Bookmark not defined 3.1 Biểu diễn số lớn Error! Bookmark not defined 3.2 Các phép toán số lớn Error! Bookmark not defined 3.2.1 So sánh hai số lớn Error! Bookmark not defined 3.2.2 Cộng hai số dƣơng lớn Error! Bookmark not defined 3.2.3 Trừ hai số dƣơng lớn Error! Bookmark not defined 3.2.4 Nhân hai số lớn Error! Bookmark not defined 3.2.5 Phép chia hai số lớn dƣơng Error! Bookmark not defined 3.2.6 Lũy thừa Error! Bookmark not defined 3.2.7 Ƣớc chung lớn Error! Bookmark not defined 3.2.8 Phép nhân theo modulo p Error! Bookmark not defined 3.2.9 Tìm phần tử nghịch đảo theo modulo p Error! Bookmark not defined 3.2.10 Phép cộng có dấu Error! Bookmark not defined 3.2.11 Phép trừ có dấu Error! Bookmark not defined 3.2.12 Phép nhân có dấu Error! Bookmark not defined Kết luận chƣơng Error! Bookmark not defined Chương THỬ NGHIỆM CHƢƠNG TRÌNH TẤN CƠNGError! Bookmark not defined 4.1 Chƣơng trình thực nghiệm Error! Bookmark not defined 4.2 Dữ liệu thực nghiệm Error! Bookmark not defined 4.3 Tấn công thử nghiệm Error! Bookmark not defined 4.4 Nhận xét thảo luận Error! Bookmark not defined Kết luận chƣơng Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ý nghĩa STT Từ viết tắt BCNN Bội chung nhỏ CA Certificate Authority DSS Digital Signature Standard NIST National Institute of Standards and Technology PT RSA Ron Rivest, Adi Shamir, Len Adleman Sigk Thao tác ký số UCLN USA United States of America 10 Verk Thao tác kiểm tra chữ ký Độ phức tạp Ƣớc chung lớn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng 10 số nguyên tố lớn .10 Bảng 1.2: Bảng 10 số nguyên tố sinh đôi lớn 11 Bảng 1.3: Thời gian chạy lớp thuật toán khác 16 Bảng 4.1: Thơng tin chƣơng trình thực nghiệm 60 Bảng 4.2: Bảng mô tả tập liệu thực nghiệm .62 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Chƣơng trình thực nghiệm 60 Hình 2: Phần mềm tạo chữ ký số RSA 61 Hình 3: Phần mềm mã hóa liệu .62 Hình 4: Thƣ mục chứa khóa cơng khai 63 Hình 5: Tệp liệu khóa cơng khai .63 Hình 6: Giao diện chƣơng trình cơng 64 Hình 7: Tấn cơng thuật tốn Pollard 64 Hình 8: Kết cơng thuật tốn Pollard 65 Hình 9: Tấn cơng thuật toán P-1 65 Hình 10: Kết cơng thuật tốn P-1 66 Hình 11: Tấn cơng thuật tốn Williams .66 Hình 12: Kết cơng thuật tốn Williams 67 Hình 13: Tấn cơng thuật tốn Fermat 67 Hình 14: Kết cơng thuật tốn Fermat 68 MỞ ĐẦU Ngày nay, chữ ký số đƣợc sử dụng nhiều lĩnh vực, ví dụ: kinh tế với trao đổi hợp đồng đối tác kinh doanh; xã hội bỏ phiếu kín tiến hành bầu cử từ xa; hay thi có phạm vi rộng lớn Một vài chữ ký số đƣợc xây dựng phát triển là: RSA,ELGAMAL,DSS Mặc dù thân chúng tồn nhiều hạn chế nhƣ kích thƣớc chữ ký, khả n ng chống giả mạo chƣa cao, nhiên, khả n ng mà đem lại cho hữu ích Khi áp dụng chữ ký số, vấn đề an ninh đƣợc quan tâm hàng đầu Một chữ ký số thực đƣợc áp dụng thực tế nhƣ đƣợc chứng minh khơng thể khó giả mạo Mục tiêu kẻ công sơ đồ chữ ký việc giả mạo chữ ký, điều có nghĩa kẻ cơng sinh đƣợc chữ ký ngƣời ký lên thông điệp, mà chữ ký đƣợc chấp nhận ngƣời xác nhận Trong thực tế, hành vi công vào chữ ký số đa dạng Đây vấn đề đƣợc nghiên cứu luận v n Nội dung luận v n gồm chƣơng: Chƣơng Trình bày số khái niệm Chƣơng Tìm hiểu phƣơng pháp cơng chữ ký số Chƣơng Xây dựng thƣ viện tính tốn số lớn Chƣơng Thử nghiệm chƣơng trình cơng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] PGS.TS Trịnh Nhật Tiến (2008), “Giáo trình An tồn liệu”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội [2] Nguyễn V n Tảo, Hà Thị Thanh, Nguyễn Lan Oanh (2009), “Bài giảng An tồn bảo mật thơng tin”, Trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông [3] Nguyễn Hữu Tn (2008), “Giáo trình An tồn bảo mật thông tin”, Trƣờng Đại học Hàng hải [4] GS Phan Đình Diệu (2002), “Lý thuyết mật mã an tồn thông tin”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội [5] Lƣơng V n Quyên (2013), “Nghiên cứu khả ứng dụng hệ mật toán logarit rời rạc chữ ký số”, luận v n thạc sĩ, Học viện Cơng nghệ bƣu viễn thơng [6] Trần Xuân Phƣơng (2015), “Xác thực điện tử ứng dụng giao dịch hành chính”, luận v n thạc sĩ, Trƣờng Đại học Công nghệ - ĐHQGHN [7] Bùi Tuấn Anh (2009), “Các phương pháp cơng RSA”, khóa luận tốt nghiệp Trƣờng Đại học Công nghệ - ĐHQGHN [8] Lê Thị Thu Trang (2009), “Nghiên cứu số loại cơng chữ ký số”, khóa luận tốt nghiệp Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Tiếng Anh [9] Douglas R Stinson (2006), Cryptography theory and practice rd [10] Abderrahmane Nitaj (2008), A new attack on RSA and CRT-RSA [11] L Hernández Encinas, J Munoz Masqué, A Queiruga Dios (2000), An algorithm to ontain an RSA modulus with a large private key [12] Seema Verma, Deepak Garg (2014), An improved RSA Variant Internet [13] https://primes.utm.edu/largest.html [14] http://fit.mta.edu.vn/files/FileMonHoc/Chuong%205%20-%20C%C3%A1c%20h %E1%BB%87%20m%E1%BA%ADt%20kh%C3%B3a%20c%C3%B4ng%20 khai.doc ... th? ?c luận v n T? ?i xin chân thành c? ??m ơn thầy, c? ? khoa C? ?ng nghệ th? ?ng tin – Trƣ? ?ng Đ? ?i h? ?c C? ?ng nghệ - ĐHQGHN cung c? ??p cho kiến th? ?c t? ?o cho ? ?i? ??u kiện thuận l? ?i suốt q trình t? ?i h? ?c tập trƣ? ?ng. .. Error! Bookmark not defined Kết luận chƣ? ?ng Error! Bookmark not defined Chư? ?ng THỬ NGHIỆM CHƢ? ?NG TRÌNH TẤN C? ?NGError! Bookmark not defined 4.1 Chƣ? ?ng trình th? ?c nghiệm Error! Bookmark... B? ?i chung nhỏ CA Certificate Authority DSS Digital Signature Standard NIST National Institute of Standards and Technology PT RSA Ron Rivest, Adi Shamir, Len Adleman Sigk Thao t? ?c ký số UCLN USA