Giáo trình an toàn bảo mật thông tin

MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ AN TỒN VÀ BẢO MẬT THƠNG TIN 1.1 Nội dung an tồn bảo mật thơng tin 1.2 Các chiến lượt an toàn hệ thống 1.2.1 Giới hạn quyền hạn tối thiểu (Last Privilege) 1.2.2 Bảo vệ theo chiều sâu (Defence In Depth) 1.2.3 Nút thắt (Choke Point) 1.2.4 Điểm nối yếu (Weakest Link) 1.2.5 Tính tồn cục 1.2.6 Tính đa dạng bảo vệ 1.3 Các mức bảo vệ mạng 1.3.1 Quyền truy nhập 1.3.2 Đăng ký tên /mật 1.3.3 Mã hoá liệu 1.3.4 Bảo vệ vật lý 1.3.5 Tường lửa 1.3.6 Quản trị mạng 1.4 An tồn thơng tin mật mã 1.5 Vai trò hệ mật mã 1.6 Phân loại hệ mật mã 10 1.7 Tiêu chuẩn đánh giá hệ mật mã 10 1.7.1 Độ an toàn 10 1.7.2 Tốc độ mã giải mã 11 1.7.3 Phân phối khóa 11 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA CỔ ĐIỂN 12 2.1 Các hệ mật mã cổ điển 12 2.1.1 Mã dịch vòng ( shift cipher) 12 2.1.2 Mã thay 13 2.1.3 Mã Affine 14 2.1.4 Mã Vigenère 17 2.1.5 Mật mã Hill 17 2.2 Mã thám hệ mã cổ điển 18 2.2.1 Thám hệ mã Affine 19 2.2.2 Thám hệ mã thay 21 2.2.3 Thám hệ mã Vigenère 24 CHƯƠNG CHỨNG THỰC 26 3.1 Các định nghĩa 26 3.2 Sơ đồ chữ kí ELGAMAL 28 3.3 Chuẩn chữ kí số 28 3.4 Xác thực mẫu tin 29 3.4.1 Các khái niệm 29 3.4.2 Mã mẫu tin 30 3.4.3 Mã xác thực mẫu tin (MAC – Message Authentication Code) 30 3.4 Sử dụng mã đối xứng cho MAC 31 3.5 Các hàm Hash (hay gọi hàm băm) 32 3.5.1 Các yêu cầu 32 3.5.2 Các hàm hash đơn giản 32 3.5.3 Tính an tồn hàm Hash MAC 33 3.6 Các thuật toán Hash MAC 34 3.6.1 Các thuật toán Hash MAC 34 3.6.2 Thuật toán Hash an toàn SHA (Secure Hash Algorithm) 34 3.7 Các ứng dụng xác thực 39 3.7.1 Kerberos 39 3.7.2 Dịch vụ xác thực X.509 43 Bài tập 45 CHƯƠNG MÃ KHỐI VÀ CHUẨN MÃ DỮ LIỆU DES 47 3.1 Giới thiệu chung DES 47 3.2 Mô tả thuật toán 47 3.3 Hoán vị khởi đầu 49 3.4 Khoá chuyển đổi 49 3.5 Hoán vị mở rộng 49 3.6 Hộp thay S 49 3.7 Hộp hoán vị P 50 3.8 Hoán vị cuối 50 3.9 Giải mã DES 51 3.10 Phần cứng phần mềm thực DES 51 3.11 Sự an toàn DES 51 3.12 Tranh luận DES 52 3.13 DES thực tế 53 3.14 Các chế độ hoạt động DES 54 CHƯƠNG PHÁT HIỆN XÂM NHẬP 56 5.1 Kẻ xâm nhập 56 5.1.1 Khái niệm 56 5.1.2 Các kỹ thuật xâm phạm 56 5.1.3 Đoán mật 57 5.1.4 Phát xâm nhập 57 5.1.5 Quản trị mật 60 5.2 Phần mềm có hại 61 5.2.1 Các kiểu phần mềm có hại khác ngồi Virus 61 5.2.21 Cửa sau cửa sập 61 5.2.3 Bom logic 61 5.2.4 Ngựa thành Tơ roa 62 5.2.5 Zombie 62 5.3 Virus 62 5.3.1 Marco Virus 63 5.3.2 Virus email 63 5.3.3 Sâu 64 5.3.4 Các biện pháp chống Virus 65 5.3.5 Phần mềm chống Virus 65 5.3.6 Kỹ thuật chống Virus nâng cao 65 5.3.7 Phần mềm ngăn chặn hành vi 66 5.3.8 Tràn đệm 67 5.3.9 Tấn công tràn nhớ 67 5.3.10 Code che đậy (Shellcode) 68 5.3.11 Bảo vệ tràn nhớ 69 5.4 Bức tường lửa 70 5.4.1 Mở đầu 70 5.4.2 Bức tường lửa – lọc gói 71 5.4.3 Bức tường lửa – cổng giao tiếp tầng ứng dụng (hoặc proxy) 71 5.4.4 Bức tường lửa - cổng giao tiếp mức mạch vòng 72 5.4.5 Máy chủ Bastion 72 5.4.6 Kiểm soát truy cập 72 5.4.7 Các hệ thống máy tính tin cậy 72 5.4.8 Mơ hình Bell LaPadula 73 5.4.9 Tiêu chuẩn chung 73 5.5 Bài tập 74 CHƯƠNG AN TOÀN IP VÀ WEB 75 6.1 An toàn IP 75 6.1.1 IPSec 75 6.1.2 Kiến trúc an toàn IP 75 6.2 An toàn Web 78 6.2.1 Khái niệm 78 6.2.2 SSL (Secure Socket Layer) 78 6.3 Thanh toán điện tử an toàn 82 6.3.1 Yêu cầu 82 6.3.2 Thanh tốn điện tử an tồn 83 6.3.3 Chữ ký kép 83 6.3.3 Yêu cầu trả tiền 83 6.3.4 Giấy phép cổng trả tiền 83 6.3.5 Nhận trả tiền 84 6.4 An toàn thư điện tử 84 6.4.1 Dịch vụ PGP 84 6.4.2 Mở rộng thư Internet đa mục đích/an tồn S/MIME 86 6.4.3 Bài tập 87 CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 MÔN HỌC AN TỒN VÀ BẢO MẬT THƠNG TIN Mã mơn học: MH 25 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Vị trí mơn học: Mơn học bố trí sau sinh viên học xong mơ đun: Mạng máy tính Quản trị mạng Tính chất môn học: Là môn học chuyên môn nghề Mục tiêu mơn học: - Trình bày nguy liệu, phương pháp đảm bảo an toàn liệu - Ghi nhớ kiến thức mật mã, mã hóa, bảo mật liệu (khái niệm, yêu cầu, dẫn, dịch vụ, kỹ thuật, thuật tốn, ) - Trình bày quy trình khóa chứng thực (khóa sở liệu / thư mục,chữ ký số, định danh, ) - Trình bày chức an ninh mạng, trình bày quy trình bảo mật thư điện tử mã hóa thơng điệp - Trình bày kiến thức hệ thống thương mại điện tử (thanh toán tự động, đặt chỗ tự động, mơ hình giao dịch mạng, bảo mật giao dịch điện tử ) Nội dung môn học: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ AN TỒN VÀ BẢO MẬT THƠNG TIN Mục tiêu: - Trình bày nội dung tổng quan an tồn bảo mật thơng tin - Xác định mức bảo vệ hệ thống - Thực thao tác an tồn với máy tính mật mã Nội dung chính: 1.1 Nội dung an tồn bảo mật thơng tin Mục tiêu: Trình bày tổng quan an tồn bảo mật thơng tin Khi nhu cầu trao đổi thông tin liệu ngày lớn đa dạng, tiến điện tử - viễn thông công nghệ thông tin không ngừng phát triển ứng dụng để nâng cao chất lượng lưu lượng truyền tin quan niệm ý tưởng biện pháp bảo vệ thông tin liệu đổi Bảo vệ an tồn thơng tin liệu chủ đề rộng, có liên quan đến nhiều lĩnh vực thực tế có nhiều phương pháp thực để bảo vệ an tồn thơng tin liệu Các phương pháp bảo vệ an tồn thơng tin liệu quy tụ vào ba nhóm sau: - Bảo vệ an tồn thơng tin biện pháp hành - Bảo vệ an tồn thơng tin biện pháp kỹ thuật (phần cứng) - Bảo vệ an toàn thơng tin biện pháp thuật tốn (phần mềm) Ba nhóm ứng dụng riêng rẽ phối kết hợp Mơi trường khó bảo vệ an tồn thơng tin mơi trường đối phương dễ xân nhập mơi trường mạng truyền tin Biện pháp hiệu kinh tế mạng truyền tin mạng máy tính biện pháp thuật tốn An tồn thơng tin bao gồm nội dung sau: - Tính bí mật: tính kín đáo riêng tư thơng tin - Tính xác thực thơng tin, bao gồm xác thực đối tác( tốn nhận danh), xác thực thơng tin trao đổi - Tính trách nhiệm: đảm bảo người gửi thơng tin khơng thể thối thác trách nhiệm thơng tin mà gửi Để đảm bảo an tồn thông tin liệu đường truyền tin mạng máy tính có hiệu điều trước tiên phải lường trước dự đoán trước khả khơng an tồn, khả xâm phạm, cố rủi ro xảy thơng tin liệu lưu trữ trao đổi đường truyền tin mạng Xác định xác nguy nói định tốt giải pháp để giảm thiểu thiệt hại Có hai loại hành vi xâm phạm thơng tin liệu là: vi phạm chủ động vi phạm thụ động Vi phạm thụ động nhằm mục đích cuối nắm bắt thơng tin (đánh cắp thơng tin) Việc làm có khơng biết nội dung cụ thể dị người gửi, người nhận nhờ thông tin điều khiển giao thức chứa phần đầu gói tin Kẻ xâm nhập kiểm tra số lượng, độ dài tần số trao đổi Vì vi pham thụ động không làm sai lệch hủy hoại nội dung thông tin liệu trao đổi Vi phạm thụ động thường khó phát có biện pháp ngăn chặn hiệu Vi phạm chủ động dạng vi phạm làm thay đổi nội dung, xóa bỏ, làm trễ, xắp xếp lại thứ tự làm lặp lại gói tin thời điểm sau thời gian Vi phạm chủ động thêm vào số thơng tin ngoại lai để làm sai lệch nội dung thông tin trao đổi Vi phạm chủ động dễ phát để ngăn chặn hiệu khó khăn nhiều Một thực tế khơng có biện pháp bảo vệ an tồn thơng tin liệu an toàn tuyệt đối Một hệ thống dù bảo vệ chắn đến đâu đảm bảo an toàn tuyệt đối 1.2 Các chiến lượt an toàn hệ thống Mục tiêu: Trình bày chiến lược bảo vệ an toàn cho mạng 1.2.1 Giới hạn quyền hạn tối thiểu (Last Privilege) Đây chiến lược theo nguyên tắc đối tượng có quyền hạn định tài nguyên mạng, thâm nhập vào mạng đối tượng sử dụng số tài nguyên định 1.2.2 Bảo vệ theo chiều sâu (Defence In Depth) Nguyên tắc nhắc nhở : Khơng nên dựa vào chế độ an tồn chúng mạnh, mà nên tạo nhiều chế an toàn để tương hỗ lẫn 1.2.3 Nút thắt (Choke Point) Tạo “cửa khẩu” hẹp, cho phép thông tin vào hệ thống đường “cửa khẩu” => phải tổ chức cấu kiểm soát điều khiển thông tin qua cửa 1.2.4 Điểm nối yếu (Weakest Link) Chiến lược dựa nguyên tắc: “ Một dây xích mắt nhất, tường cứng điểm yếu nhất” Kẻ phá hoại thường tìm chỗ yếu hệ thống để cơng, ta cần phải gia cố yếu điểm hệ thống Thông thường quan tâm đến kẻ công mạng kẻ tiếp cận hệ thống, an tồn vật lý coi yếu điểm hệ thống 1.2.5 Tính tồn cục Các hệ thống an tồn địi hỏi phải có tính tồn cục hệ thống cục Nếu có kẻ bẻ gãy chế an tồn chúng thành công cách công hệ thống tự sau cơng hệ thống từ nội bên 1.2.6 Tính đa dạng bảo vệ Cần phải sử dụng nhiều biện pháp bảo vệ khác cho hệ thống khác nhau, khơng có kẻ cơng vào hệ thống chúng dễ dàng công vào hệ thống khác 1.3 Các mức bảo vệ mạng Mục tiêu: Hiểu rõ xác định mức bảo vệ hệ thống mạng Vì khơng thể có giải pháp an tồn tuyệt đối nên người ta thường phải sử dụng đồng thời nhiều mức bảo vệ khác tạo thành nhiều hàng rào chắn hoạt động xâm phạm Việc bảo vệ thông tin mạng chủ yếu bảo vệ thơng tin cất giữ máy tính, đặc biệt server mạng Bởi số biện pháp nhằm chống thất thơng tin đường truyền cố gắng tập trung vào việc xây dựng mức rào chắn từ vào cho hệ thống kết nối vào mạng Thông thường bao gồm mức bảo vệ sau: 1.3.1 Quyền truy nhập Lớp bảo vệ quyền truy nhập nhằm kiểm soát tài nguyên mạng quyền hạn tài ngun Dĩ nhiên kiểm sốt cấu trúc liệu chi tiết tốt Hiện việc kiểm soát thường mức tệp 1.3.2 Đăng ký tên /mật Thực kiểm sốt quyền truy nhập, khơng phải truy nhập mức thông tin mà mức hệ thống Đây phương pháp bảo vệ phổ biến đơn giản phí tổn hiệu Mỗi người sử dụng muốn tham gia vào mạng để sử dụng tài nguyên phải có đăng ký tên mật trước Người quản trị mạng có trách nhiệm quản lý, kiểm soát hoạt động mạng xác định quyền truy nhập người sử dụng khác theo thời gian không gian (nghĩa người sử dụng truy nhập khoảng thời gian vị trí định đó) Về lý thuyết người giữ kín mật tên đăng ký khơng xảy truy nhập trái phép Song điều khó đảm bảo thực tế nhiều nguyên nhân đời thường làm giảm hiệu lớp bảo vệ Có thể khắc phục cách người quản mạng chịu trách nhiệm đặt mật thay đổi mật theo thời gian 1.3.3 Mã hố liệu Để bảo mật thơng tin đường truyền người ta sử dụng phương pháp mã hoá Dữ liệu bị biến đổi từ dạng nhận thức sang dạng không nhận thức theo thuật tốn biến đổi ngược lại trạm nhận (giải mã) Đây lớp bảo vệ thông tin quan trọng 1.3.4 Bảo vệ vật lý Ngăn cản truy nhập vật lý vào hệ thống Thường dùng biện pháp truyền thống ngăn cấm tuyệt đối người khơng phận vào phịng đặt máy mạng, dùng ổ khố máy tính máy trạm khơng có ổ mềm 1.3.5 Tường lửa Ngăn chặn thâm nhập trái phép lọc bỏ gói tin khơng muốn gửi nhận lý để bảo vệ máy tính mạng nội (intranet) 1.3.6 Quản trị mạng Trong thời đại phát triển công nghệ thông tin, mạng máy tính định tồn hoạt động quan, hay cơng ty xí nghiệp Vì việc bảo đảm cho hệ thống mạng máy tính hoạt động cách an tồn, khơng xảy cố công việc cấp thiết hàng đầu Công tác quản trị mạng máy tính phải thực cách khoa học đảm bảo yêu cầu sau : - Tồn hệ thống hoạt động bình thường làm việc - Có hệ thống dự phịng có cố phần cứng phần mềm xảy - Backup liệu quan trọng theo định kỳ - Bảo dưỡng mạng theo định kỳ - Bảo mật liệu, phân quyền truy cập, tổ chức nhóm làm việc mạng 1.4 An tồn thơng tin mật mã Mục tiêu: Trình bày cách bảo mật an tồn thông tin mật mã Mật mã ngành khoa học chuyên nghiên cứu phương pháp truyền tin bí mật Mật mã bao gồm : Lập mã phá mã Lập mã bao gồm hai trình: mã hóa giải mã Để bảo vệ thơng tin đường truyền người ta thường biến đổi từ dạng nhận thức sang dạng không nhận thức trước truyền mạng, trình gọi mã hố thơng tin (encryption), trạm nhận phải thực trình ngược lại, tức biến đổi thông tin từ dạng không nhận thức (dữ liệu mã hoá) dạng nhận thức (dạng gốc), trình gọi giải mã Đây lớp bảo vệ thông tin quan trọng sử dụng rộng rãi môi trường mạng Để bảo vệ thông tin mật mã người ta thường tiếp cận theo hai hướng: - Theo đường truyền (Link_Oriented_Security) - Từ nút đến nút (End_to_End) Theo cách thứ thơng tin mã hố để bảo vệ đường truyền hai nút mà không quan tâm đến nguồn đích thơng tin Ở ta lưu ý thông tin bảo vệ đường truyền, tức nút có q trình giải mã sau mã hố để truyền tiếp, nút cần phải bảo vệ tốt Ngược lại theo cách thứ hai thông tin mạng bảo vệ toàn đường truyền từ nguồn đến đích Thơng tin mã hố sau tạo giải mã đến đích Cách mắc phải nhược điểm có liệu người ung mã hóa cịn liệu điều khiển giữ ngun để xử lý nút 1.5 Vai trò hệ mật mã Mục tiêu: phân tích vai trị hệ mật mã Các hệ mật mã phải thực vai trò sau: - Hệ mật mã phải che dấu nội dung văn rõ (PlainText) để đảm bảo cho người chủ hợp pháp thông tin có quyền truy cập thơng tin (Secrety), hay nói cách khác chống truy nhập không quyền hạn - Tạo yếu tố xác thực thông tin, đảm bảo thông tin lưu hành hệ thống đến người nhận hợp pháp xác thực (Authenticity) - Tổ chức sơ đồ chữ ký điện tử, đảm bảo khơng có tượng giả mạo, mạo danh để gửi thông tin mạng Ưu điểm lớn hệ mật mã đánh giá độ phức tạp tính tốn mà “kẻ địch” phải giải tốn để lấy thơng tin liệu mã hoá Tuy nhiên hệ mật mã có số ưu nhược điểm khác nhau, nhờ đánh giá độ phức tạp tính tốn mà ta áp dụng thuật toán mã hoá khác cho ứng dụng cụ thể tuỳ theo dộ yêu cầu đọ an toàn Các thành phần hệ mật mã : Định nghĩa: hệ mật (P,C,K,E,D) thoả mãn điều kiện sau: - P tập hợp hữu hạn rõ (PlainText), gọi không gian rõ - C tập hữu hạn mã (Crypto), cịn gọi không gian mã Mỗi phần tử C nhận cách áp dụng phép mã hoá Ek lên phần tử P, với k  K - K tập hữu hạn khố hay cịn gọi khơng gian khố Đối với phần tử k K gọi khố (Key) Số lượng khơng gian khố phải đủ lớn để “kẻ địch” khơng có đủ thời gian để thử khố (phương pháp vét cạn) - Đối với k  K có quy tắc mã eK: P → C quy tắc giải mã tương ứng dk  D Mỗi eK: P → C dk: C → P hàm mà: dK (ek(x))=x với rõ x  P 1.6 Phân loại hệ mật mã Mục tiêu: Biết phân loại hệ mật mã khác nhau, so sánh điểm ưu, nhược hệ mật mã Có nhiều cách để phân loại hệ mật mã Dựa vào cách truyền khóa phân hệ mật mã thành hai loại: - Hệ mật đối xứng (hay gọi mật mã khóa bí mật): hệ mật dung chung khố q trình mã hố liệu giải mã liệu Do khố phải giữ bí mật tuyệt đối - Hệ mật mã bất đối xứng (hay gọi mật mã khóa cơng khai) : Hay cịn gọi hệ mật mã cơng khai, hệ mật dùng khố để mã hố sau dùng khố khác để giải mã, nghĩa khoá để mã hoá giải mã khác Các khoá tạo nên cặp chuyển đổi ngược khơng có khố suy từ khố Khố dùng để mã hố cơng khai khố dùng để giải mã phải giữ bí mật Ngồi dựa vào thời gian đưa hệ mật mã ta phân làm hai loại: Mật mã cổ điển (là hệ mật mã đời trước năm 1970) mật mã đại (ra đời sau năm 1970) Còn dựa vào cách thức tiến hành mã hệ mật mã chia làm hai loại mã dòng (tiến hành mã khối liệu, khối lại dựa vào khóa khác nhau, khóa sinh từ hàm sinh khóa, gọi dịng khóa ) mã khối (tiến hành mã khối liệu với khóa nhau) 1.7 Tiêu chuẩn đánh giá hệ mật mã Mục tiêu: đánh giá hệ mật mã người ta thường đánh giá thông qua tính chất độ an tồ, tốc độ giải mã, cách phân phối khóa 1.7.1 Độ an tồn Một hệ mật đưa vào sử dụng điều phải có độ an tồn cao Ưu điểm mật mã đánh giá độ an tồn thơng qua độ an tồn o Được tạo thủ tục HandShake Protocol o Xác định tập tham số mã hố o Có thể chia sẻ kết nối SSL lặp a Dịch vụ thủ tục ghi SSL Dịch vụ thủ tục ghi SSL đảm bảo tính tồn vẹn tin: o Sử dụng MAC với khoá mật chia sẻ o Giống HMAC với đệm khác cung cấp bảo mật: o Sử dụng mã đối xứng với khoá chung xác định thủ tục HandShake o IDEA, RC2-40, DES-40, DES, 3DES, Fortezza, RC4-40, RC4-128 o Bản tin nén trước mã b Thủ tục thay đổi đặc tả mã SSL (SSL Change Cipher Spec Protocol): Đây giao thức chuyên biệt SSL sử dụng thủ tục ghi SSL Đây mẫu tin đơn, buộc trạng thái treo trở thành thời cập nhật mã dùng c Thủ tục nhắc nhở SSL (SSL Alert Protocol) Truyền lời nhắc SSL liên quan cho thành viên Nghiêm khắc: nhắc nhở cảnh báo Nhắc nhở đặc biệt: o cảnh báo: mẳu tin không chờ đợi, ghi MAC tồi, lỗi giải nén, lỗi Handshake, tham số không hợp lệ o Nhắc nhở: đóng ghi chú, khơng chứng nhận, chứng nhận tồi, chứng nhận không hỗ trợ, chứng nhận bị thu hồi, chứng nhận hạn, chứng nhận đến Nén mã liệu SSL d Thủ tục bắt tay SSL (SSL HandShake Protocol) Thủ tục cho phép máy chủ máy trạm: o Xác thực o Thỏa thuận thuật toán mã hoá MAC o Thỏa thuận khố mã dùng Nó bao gồm loạt thông tin: o Thiết lập khả an toàn o Xác thực máy chủ trao đổi khoá o Xác thực máy trạm trao đổi khố o Kết thúc e An tồn tầng vận chuyển IETF chuẩn RFC 2246 giống SSLv3 Với khác biệt nhỏ: o số ký hiệu kích thước ghi o sử dụng HMAC thay cho MAC o hàm giả ngẫu nhiên tăng độ mật o có mã ghi bổ sung o có số thay đổi hỗ trợ mã o thay đổi kiểu chứng nhận thỏa thuận o thay đổi đệm tính tốn mã Sau ta xem xét chi tiết giao thức xác thực người dùng RADIUS giao thức SSL: Giao thức RADIUS RADIUS dịch vụ dành cho việc xác nhận cho phép người dùng truy cập từ xa qua thiết bị môdem, DSL, cáp mạng thiết bị khơng dây khác Một site thơng thường có máy chủ truy cập kết nối vào modem Một máy chủ dịch vụ RADIUS kết nối vào mạng dịch vụ xác nhận Những người dùng từ xa gọi vào máy chủ truy cập, máy chủ yêu cầu dịch vụ xác nhận từ máy chủ dịch vụ RADIUS Máy chủ dịch vụ RADIUS xác nhận người dùng cho phép họ truy cập tài nguyên.Những nhà quản trị mạng tạo hồ sơ người dùng máy chủ RADIUS,xác định quyền hạn cấp cho người dùng từ xa Những giao thức hỏi đáp sử dụng suốt trình người dùng vào mạng Giao thức SSL Được phát triển Netscape, giao thức SSL sử dụng rộng rãi mạng Internet việc xác thực mã hố thơng tin máy trạm máy chủ Trong SSL sử dụng để hỗ trợ giao dịch an toàn cho nhiều ứng dụng khác Internet SSL giao thức đơn lẻ, mà tập thủ tục chuẩn hoá để thực nhiệm vụ bảo mật sau: • Xác thực máy chủ: Cho phép người sử dụng xác thực máy chủ muốn kết nối Lúc này, phía browser sử dụng kỹ thuật mã hố cơng khai để chắn chứng khố cơng cộng máy chủ có giá trị cấp phát CA danh sách CA đáng tin cậy máy trạm • Xác thực máy trạm: Cho phép phía máy chủ xác thực người sử dụng muốn kết nối Phía máy chủ sử dụng kỹ thuật mã hố cơng khai để kiểm tra xem chứng khố cơng cộng máy chủ có giá trị hay khơng cấp phát CA danh sách CA đáng tin cậy khơng • Mã hố kết nối: Tất thông tin trao đổi máy trạm máy chủ mã hoá đường truyền nhằm nâng cao khả bảo mật Hoạt động SSL Giao thức SSL hoạt động dựa hai nhóm giao thức giao thức “bắt tay” giao thức “bản ghi” Giao thức bắt tay xác định tham số giao dịch hai đối tượng có nhu cầu trao đổi thơng tin liệu, cịn giao thức ghi xác định khn dạng cho tiến hành mã hố truyền tin hai chiều hai đối tượng đó.Giao thức SSL “bắt tay” sử dụng SSL “bản ghi” để trao đổi số thông tin máy chủ máy trạm vào lần thiết lập kết nối SSL Một giao dịch SSL thường bắt đầu trình “bắt tay” hai bên Các bước q trình “bắt tay” sau: Máy trạm gửi cho máy chủ số phiên SSL dùng, tham số thuật toán mã hoá, liệu tạo ngẫu nhiên (chữ ký số) số thông tin khác mà máy chủ cần để thiết lập kết nối với máy trạm Máy chủ gửi cho máy trạm số phiên SSL dùng, tham số thuật toán mã hoá, liệu tạo ngẫu nhiên số thông tin khác mà máy trạm cần để thiết lập kết nối với máy chủ Ngoài máy chủ gửi chứng đến máy trạm yêu cầu chứng máy trạm cần Máy trạm sử dụng số thông tin mà máy chủ gửi đến để xác thực máy chủ Nếu máy chủ khơng xác thực người sử dụng cảnh báo kết nối khơng thiết lập Cịn xác thực máy chủ phía máy trạm thực tiếp bước 4 Sử dụng tất thông tin tạo giai đoạn bắt tay trên, máy trạm (cùng với cộng tác máy chủ phụ thuộc vào thuật toán sử dụng) tạo premaster secret cho phiên làm việc, mã hố khố cơng khai mà máy chủ gửi đến chứng bước 2, gửi đến máy chủ Nếu máy chủ có u cầu xác thực máy trạm, phía máy trạm đánh dấu vào phần thông tin riêng liên quan đến trình “bắt tay” mà hai bên biết Trong trường hợp này, máy trạm gửi thông tin đánh dấu chứng với premaster secret mã hố tới máy chủ Máy chủ xác thực máy trạm Trường hợp máy trạm không xác thực, phiên làm việc bị ngắt Còn máy trạm xác thực thành cơng, máy chủ sử dụng khố bí mật để giải mã premaster secret, sau thực số bước để tạo master secret Máy trạm máy chủ sử dụng master secret để tạo khố phiên , khoá đối xứng sử dụng để mã hoá giải mã thông tin phiên làm việc kiểm tra tính tồn vẹn liệu Máy trạm gửi lời nhắn đến máy chủ thông báo thông điệp mã hố khố phiên Sau gửi lời nhắn mã hố để thơng báo phía máy trạm kết thúc giai đoạn “bắt tay” Máy chủ gửi lời nhắn đến máy trạm thông báo thông điệp mã hố khố phiên Sau gửi lời nhắn mã hố để thơng báo máy chủ kết thúc giai đoạn “bắt tay” 10 Lúc giai đoạn “bắt tay” hoàn thành, phiên làm việc SSL bắt đầu Cả hai phía máy trạm máy chủ sử dụng khoá phiên để mã hố giải mã thơng tin trao đổi hai bên, kiểm tra tính tồn vẹn liệu 6.3 Thanh tốn điện tử an tồn 6.3.1 u cầu Đây mã mở đặc tả an toàn nhằm bảo vệ tốn thẻ tín dụng Internet Nó phát triển năm 1996 Master, Visa Card khơng phải hệ thống trả tiền Thanh tốn điện tử an toàn tập giao thức định dạng an toàn dùng để o Trao đổi an toàn đối tác o Tin tưởng sử dụng X509v3 o Riêng biệt hạn chế thơng tin cho người cần Các thành phần Thanh toán điện tử 6.3.2 Thanh tốn điện tử an tồn a Người mua mở tài khoản b Người mua nhận chứng nhận c Người bán có chứng nhận họ d Người mua đặt hàng e Người bán kiểm chứng f Đơn đặt hàng trả tiền gửi g Người bán yêu cầu giấy phép trả tiền h Người bán duyệt đơn đặt hàng i Người bán cung cấp hàng dịch vụ j Người bán yêu cầu trả tiền 6.3.3 Chữ ký kép Người mua tạo chữ ký kép o Thông tin đơn đặt OI cho người bán o Thông tin trả tiền PI cho ngân hàng Không bên biết chi tiết người khác Nhưng cần phải biết họ kết nối với Sử dụng chữ ký kép cho mục đích o Ký ghép OI PI 6.3.3 Yêu cầu trả tiền Trao đổi yêu cầu trả tiền gồm mẫu tin sau • Khởi tạo yêu cầu - nhận chứng nhận • Khởi tạo trả lời – ký trả lời • Yêu cầu trả tiền - OI PI • Trả lời trả tiền – đơn phúc đáp 6.3.4 Giấy phép cổng trả tiền • Kiểm chứng chứng nhận • Giải mã phong bì điện tử khối giấy phép nhận khố đối xứng, sau giải mã khối giấy phép • Kiểm tra chữ ký người bán khối giấy phép • Giải mã phong bì điện tử khối trả tiền, nhận khố đối xứng, sau giải mã khối trả tiền • Kiểm tra chữ ký kép khối trả tiền • Kiểm tra rằng, toán ID nhận từ người bán phù hợp với danh tính PI nhận (khơng trực tiếp) từ người bán • Yêu cầu nhận giấy phép từ nơi phát hành • Gửi trả lời giấy phép cho người bán 6.3.5 Nhận trả tiền Người bán gửi cho cổng trả tiền yêu cầu nhận trả tiền Cổng kiểm tra yêu cầu Sau yêu cầu chuyển tiền đến tài khoản người bán Thông báo cho người bán chờ trả lời việc nhận 6.4 An toàn thư điện tử Thư điện tử dịch vụ mạng coi trọng ứng dụng rộng rãi Đồng thời nội dung mẫu tin khơng an tồn Có thể bị quan sát đường truyền người có thẩm quyền thích hợp hệ thống đầu cuối Nâng cao an tồn thư điện tử mục đích quan trọng hệ thống trao đổi thư Ở phải đảm bảo yêu cầu sau: tính bảo mật nội dung tin gửi, xác thực người gửi mẫu tin, tính toàn vẹn mẫu tin, bảo vệ khỏi bị sửa, tính chống từ chối gốc, chống từ chối người gửi 6.4.1 Dịch vụ PGP PGP (Pretty Good Privacy) dịch vụ bảo mật xác thực sử dụng rộng rãi cho chuẩn an toàn thư điện tử PGP phát triển Phil Zimmermann Ở lựa chọn thuật toán mã hoá tốt để dùng, tích hợp thành chương trình thống nhất, chạy Unix, PC, Macintosh hệ thống khác Ban đầu miĩen phí, có phiên thương mại Sau xem xét hoạt động PGP Thao tác PGP – xác thực Người gửi tạo mẫu tin, sử dụng SHA-1 để sinh Hash 160 bit mẫu tin, ký hash với RSA sử dụng khoá riêng người gửi đính kèm vào mẫu tin Người nhận sử dụng RSA với khố cơng khai người gửi để giải mã khôi phục hash Người nhận kiểm tra mẫu tin nhận sử dụng hash so sánh với hash giải mã Thao tác PGP – bảo mật Người gửi tạo mẫu tin số ngẫu nhiên 128 bit khố phiên cho nó, mã hoá mẫu tin sử dụng CAST-128/IDEA /3DES chế độ CBC với khố phiien Khố phiên mã sử dụng RSA với khố cơng khai người nhận đính kèm với mẫu tin Người nhận sử dụng RSA với khố riêng để giải mã khơi phục khố phiên Khoá phiên sử dụng để giải mã mẫu tin Thao tác PGP - Bảo mật xác thực Có thể sử dụng hai dịch vụ mẫu tin Tạo chữ ký đính vào mẫu tin, sau mã mẫu tin chữ ký Đính khố phiên mã hố RSA/ElGamal Thao tác PGP – nén Theo mặc định PGP nén mẫu tin sau ký trước mã Như cần lưu mẫu tin chưa nén chữ ký để kiểm chứng sau Vì nén khơng Ở sử dụng thuật toán nén ZIP Thao tác PGP – tương thích thư điện tử Khi sử dụng PGP có liệu nhị phân để gửi (mẫu tin mã) Tuy nhiên thư điện tử thiết kế cho văn Vì PGP cần mã liệu nhị phân thô vào ký tự ASCII in Sau sử dụng thuật tốn Radix 64, ánh xạ byte vào ký tự in bổ sung kiểm tra thừa quay vòng CRC để phát lỗi truyền PGP chia đoạn mẫu tin lớn Tóm lại, cần có khố phiên cho mẫu tin, có kích thước khác nhau: 56 bit – DES, 128 bit CAST IDEA, 168 bit Triple – DES, sinh sử dụng liệu đầu vào ngẫu nhiên lấy từ sử dụng trước thời gian gõ bàn phím người sử dụng Khố riêng cơng khai PGP Vì có nhiều khố riêng khố cơng khai sử dụng, nên cần phải xác định rõ dùng để mã khố phiên mẫu tin Có thể gửi khố cơng khai đầy đủ với mẫu tin Nhưng khơng đủ, cần phải nêu rõ danh tính người gửi Do sử dụng định danh khoá để xác định người gửi Có 64 bit có ý nghĩa khố nhất, sử dụng định danh khoá chữ ký PGP Message Format Các chùm khố PGP Mỗi người sử dụng PGP có cặp chùm khố Chùm khố cơng khai chứa khố công khai người sử dụng PGP khác người biết đánh số định danh khoá (ID key) Chùm khoá riêng chứa cặp khoá cơng khai/riêng người đánh số định danh khoá mã khoá lấy từ giai đoạn duyệt hash An tồn khố cơng khai phụ thuộc vào độ an toàn giai đoạn duyệt Sinh mẫu tin PGP Sơ đồ sau mô tả qui trình sinh mẫu tin PGP để gửi cho người nhận Nhận mẫu tin PGP Sơ đồ sau nêu cách người nhận giải mã, kiểm chứng thông tin để đọc mẫu tin Quản lý khoá PGP Tốt hết dựa vào chủ quyền chứng nhận Trong PGP người sử dụng có CA Có thể ký khố cho người sử dụng mà biết trực tiếp Tạo thành “Web niềm tin” Cần tin cậy khóa ký, tin cậy khoá mà người khác ký dùng dây chuyền chữ ký đến Chùm khố chưá dẫn tin cậy Người sử dụng thu hồi khố họ 6.4.2 Mở rộng thư Internet đa mục đích/an toàn S/MIME Tăng cường an toàn cho thư điện tử đa mục đích mở rộng MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) Thư điện tử Internet RFC822 gốc có văn bản, MIME cung cấp hỗ trợ cho nhiều kiểu nội dung mẫu tin có nhiều phần với mã hố liệu nhị phân thành dạng văn S/MIME tăng cường tính an tồn, có hỗ trợ S/MIME nhiều tác nhân thư điện tử MS Outlook, Mozilla, Mac Mail, … Các chức S/MIME Dữ liệu đóng phong bì, nội dung mã hố liên kết khố, liệu ký, mẫu tin mã ký sau nén, liệu rõ ràng ký, mẫu tin tường minh mã hoá ch ữ ký nén, liệu đóng phong bì ký, lồng th ực th ể ký mã Các thuật toán mã hoá S/MIME Các chữ ký điện tử DSS RSA, hàm hash: SHA-1 MD5, mã khoá phiên: Elgamal & RSA, mã mẫu tin: AES, Triple-DES, RC2/40, …;MAC: HMAC với SHA-1 Có q trình để đối thoại định sử dụng thuật toán Các mẫu tin S/MIME S/MIME bảo vệ thực thể MIME với chữ ký, mã hai tạo thành đối tượng đóng gói MIME Có phạm vi kiểu nội dung khác nhau: liệu đóng phong bì, liệu ký, liệu rõ ràng ký, yêu cầu đăng ký, chứng nhận mẫu tin Quá trình chứng nhận S/MIME S/MIME sử dụng chứng nhận X.509 phiên Quản trị việc sử dụng kết hợp sơ đồ phân cấp CA X.509 Web niềm tin PGP Mỗi client có danh sách giấy chứng nhận cho CA tin cậy có giấy chứng nhận cặp khố cơng khai/riêng Chứng nhận cần ký CA tin cậy Chủ quyền chứng nhận CA (Certificate Authorities) Có số CA người biết Verisign CA sử dụng rộng rãi Verisign xuất số kiểu định danh điện tử Tăng mức kiểm tra kéo theo độ tin cậy 6.4.3 Bài tập Bài Nêu mục đích IPSec, tham số, AH ESP Bài Nêu mục đích SSL TLS Trình bày kiến trúc nhiệm vụ thành phần chúng Bài Thế tốn điện tử an tồn Bài Nêu yêu cầu chữ ký kép chứng tỏ chữ ký kép tốn điện tử an tồn đáp ứng u cầu Bài Nêu qui trình tốn điện tử an tồn, chứng tỏ đáp ứng yêu cầu an toàn đề Bài Nêu yêu cầu bảo mật, xác thực, chữ ký điện tử hệ thống thư địên tử Bài Trình bày giải pháp đề xuất PGP cho hệ thống thư điện tử Bài Tìm hiểu xác thực cở HTTP Internet Explorer Thuật ngữ Database CÁC THUẬT NGỮ CHUN MƠN Giải thích Cơ sở liệu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Ths Ngơ Bá Hùng-Ks Phạm Thế Phi, Giáo trình mạng máy tính, Đại học Cần Thơ, năm 2005 [2] Đặng Xuân Hà, An tồn mạng máy tính, NXB Giáo dục, năm 2005 [3] Nguyễn Anh Tuấn, Bài giảng Kỹ thuật an tồn mạng, Trung tâm TH-NN Trí Đức, 2010 [4] Angus Wong, Alan Yeung, Network Infrastructure Security, Springer Science+Business Media, 2009 DANH SÁCH BAN BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH DẠY NGHỀ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP, CAO ĐẲNG Tên giáo trình: QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO Tên nghề: QUẢN TRỊ MẠNG Ông (bà) Ông (bà) Ông (bà) Ông (bà) Ông(bà) Ông(bà) Ông(bà) Ơng(bà) Ơng(bà) Chủ nhiệm Phó chủ nhiệm Thư ký Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên DANH SÁCH HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU GIÁO TRÌNH DẠY NGHỀ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP, CAO ĐẲNG Ông (bà) Ông (bà) Ông (bà) Ông (bà) Ông(bà) Ông(bà) Ông(bà) Ơng(bà) Ơng(bà) Chủ tịch Phó chủ tịch Thư ký Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Thành viên Phụ lục 3.2 CÁC TIÊU CHÍ VÀ TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG GIÁO TRÌNH DẠY NGHỀ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP VÀ CAO ĐẲNG Số TT A 2* 3* 4* B 5* 6* 7* Các tiêu chí đánh giá Sự tương ứng với chương trình Giáo trình có đủ đề mục thể nội dung theo mẫu định dạng Giáo trình có đầy đủ nội dung theo chương trình chi tiết mơn học/mơ đun chương trình đào tạo Nội dung chương/bài đảm bảo mục tiêu kiến thức, kỹ đề không? Khối lượng thông tin mơn học/mơ đun có phù hợp với thời lượng chương trình khơng? Tính logíc Nội dung chương/bài có trình bày cách logic với q trình nhân thức khơng? (tức là: Mức độ từ dễ đến khó, tính trình tự cho khái niệm từ đơn giản đến phức tạp) Các bước hình thành kỹ có hợp lý vừa phải khơng? (tức quan sát mẫu - bắt trước - làm - làm độc lập - làm thục theo đường xoắn ốc để hình thành kỹ xảo) Mối quan hệ lý thuyết thực hành có hợp lý để bảo đảm nhận thức kiến thức, hình thành kỹ khơng? Mức độ đánh giá Đạt Đạt yêu yêu cầu cầu đề nghị ban phải hành chỉnh sửa Chưa đạt yêu cầu Ghi phải xây dựng lại 8* C 9* 10* 11* 12 13 D 14 15 E 16 17 Hình thức học tập giải pháp sư phạm cho chủ đề có thích hợp so với mục tiêu đề không? Mức đầy đủ/bao quát mục tiêu Nội dung có đầy đủ để đảm bảo đào tạo có kết theo mục tiêu thực khơng Nội dung có nhấn mạnh để rèn luyện, hình thành kỹ cần thiết khơng? (Tức có quy trình rèn luyện/thực hành bao gồm khía cạnh khác như: tinh thần trách nhiệm, tuân thủ kỷ luật, ý thức an toàn, ứng xử nhóm, tác phong cơng nghiệp…) Các cấu phần tạo chủ động học tích cực có đầy đủ khơng? (tức đủ mục: Giới thiệu, hướng dẫn, tự đánh giá, giải thích thuật ngữ, tài liệu tham khảo…) Có vận dụng hỗ trợ trang thiết bị, nguồn học liệu, nguồn l;ực khác cho trình học tập học viên khơng? Các hành ảnh minh họa, bảng biểu, vẽ, quy trình thực hiện…có đủ mức cần thiết, rõ ràng ăn nhập với đoạn viết khơng? Tính chuẩn xác Nội dung khoa học thơng tin có xác khơng? (về chất vấn đề, số liệu, kiện đường nét…được đề cập đoạn viêt, bảng biểu hình minh họa, vẽ ) Các thuật ngũ có đảm bảo tính phổ thơng quán không? Phong cách biên soạn Ý tứ trình bày rõ ràng, sáng sủa, đơn giản dễ hiểu khơng? Cân đối phù hợp kênh hình kênh chữ 18 19 20 F 21 22 23 Có vi phạm văn hóa tập qn dân tộc Việt Nam khơng? Có sai phạm Luật quyền khơng? Phong cách trình bày tính gợi mở, lơi kéo người học thực công việc không? Cấu trúc chuyên mục Bố cục có qn tồn tài liệu khơng? Mối liên hệ chun mục có chặt chẽ tương ứng với không? (đặc biệt mục tiêu, kiểm tra đánh giá hướng dẫn trả lời) Mã chuyên mục, hình vẽ, bảng biểu, vẽ…có qn xác tạo điều kiện thuận lợi cho việc tìm kiếm liên hệ Ghi chú: Các tiêu chí có đánh dấu * có ý nghĩa quan trọng chất lượng giáo trình biên soạn Các mức độ đánh giá: - Đạt yêu cầu: Không phải sửa chữa cần sửa chữa vài lỗi nhỏ biên tập; - Đạt yêu cầu phải chỉnh sửa: Phải sửa chữa số lỗi nội dung chuyên mơn biên tập, chỉnh lý, bổ sung; sau trình chủ tịch, phó chủ tịch thư ký hội đồng xem xét, thơng qua đạt u cầu đề nghị phê duyệt; - Không đạt yêu cầu: Có nhiều lỗi nội dung chun mơn biên tập, phải biên soạn lại để trình Hội đồng thẩm định lại ... dịch mạng, bảo mật giao dịch điện tử ) Nội dung môn học: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ AN TỒN VÀ BẢO MẬT THƠNG TIN Mục tiêu: - Trình bày nội dung tổng quan an tồn bảo mật thơng tin - Xác định mức bảo vệ hệ... Thực thao tác an tồn với máy tính mật mã Nội dung chính: 1.1 Nội dung an tồn bảo mật thơng tin Mục tiêu: Trình bày tổng quan an tồn bảo mật thơng tin Khi nhu cầu trao đổi thông tin liệu ngày... bảo vệ an tồn thơng tin liệu an toàn tuyệt đối Một hệ thống dù bảo vệ chắn đến đâu đảm bảo an toàn tuyệt đối 1.2 Các chiến lượt an tồn hệ thống Mục tiêu: Trình bày chiến lược bảo vệ an toàn cho