Tiểu luận tìm hiểu chức năng bitlocker trên hđh windows

Thuật toán Mã hóaThuật toán mã hóa là một thuật toán nhằm mã hóa thông tin, biến đổi thông tin từdạng rõ sang dạng mờ, để ngăn cản việc đọc trộm nội dung của thông tin Thông thườn

Cán bộ hướng dẫn: Đỗ Quang Trung

Sinh viên thực hiện:

- Lê Văn Triệu – AT10C

- Đặng Đức Anh – AT10C

- Nguyễn Hải Nam – AT10C

- Nguyễn Minh Chiến – AT10A Khóa: AT10

Hà Nội 11/2016

Tiểu luận tìm hiểu

HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ

KHOA AN TOÀN THÔNG TIN

TIỂU LUẬN

Đề tài: Tìm hiểu chức năng BitLocker

trên HĐH Windows

Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:

Điểm chuyên cần:

Điểm báo cáo:

Xác nhận của cán bộ hướng dẫn

Tiểu luận tìm hiểu

Mục Lục

Lời Mở Đầu 3

Chương 1 Tổng Quan Về Mã Hóa Dữ Liệu 4

1.1 Khái niệm Mã hóa 4

1.2 Thuật toán Mã hóa 4

1.3 Phân loại các phương pháp Mã hóa 5

1.3.1 Mã hóa cổ điển 5

1.3.2 Mã hóa một chiều 5

1.3.3 Mã hóa đối xứng 6

1.3.4 Mã hóa bất đối xứng……….7

Chương 2: Giới Thiệu BitLocker 8

2.1 Lịch sử ra đời 8

2.2 Các phiên bản Windows được tích hợp BitLocker 8

2.3 Hoạt động 9

Chương 3 Hướng Dẫn Sử Dụng BitLocker 10

3.1 Kích hoạt mã hóa thiết bị với BiLocker 10

3.2 Hướng dẫn mở khóa 16

3.3 Hướng dẫn cách thay đổi mật khẩu 17

3.4 Hướng dẫn sử dụng khóa dự phòng khi quên mật khẩu 19

3.5 Mở trang quản lý BitLocker 21

3.6 Hướng dẫn bỏ khóa thiết bị (tắt BitLocker) 22

Tài Liệu Tham Khảo 23

Tiểu luận tìm hiểu

Lời Mở Đầu

Sự phát triển và bùng nổ công nghệ thông tin hiện nay thực sự đã tạo nên một cuộccách mạng trong việc học tập, nghiên cứu và làm việc và giải trí của hàng triệu người.Trước đây khi chưa có máy tính, máy in thì việc làm việc với bàn giấy đơn thuần, điệnthoại đường dây cố định, máy điện tín là phổ biến hơn hết Nhưng với sự phát triển thần

kỳ của ngành công nghệ thông tin và máy tính điện tử đã giúp cho hiệu quả công việc,trải nghiệm ngừơi dùng và công nghiệp giải trí số phát triển hơn bao giờ hết

Lợi ích của ngành đem lại là không thể chối cãi, chúng ta có thể lướt web xem tintức nghe nhạc xem phim, đồng thời cũng có thể gửi mail hay soạn thảo văn bản… Máytính văn phòng, laptop cá nhân xuất hiện ở khắp mọi nơi Phục vụ từ mục đích của tổchức, cá nhân, làm việc cho đến giải trí

Tuy nhiên, ngành công nghệ thông tin cũng không chỉ toàn những điều tốt đẹp.Thông tin, dữ liệu nhạy cảm hay thậm chí cơ mật của cơ quan tổ chức quan trọng có thể

bị xâm nhập, đánh cắp bởi các tin tặc với mục đích xấu Viêc bảo vệ tính cơ mật củathông tin là hết sức quan trọng và để cho dữ liệu thông tin trở lên an toàn hơn người tathường sử dụng các kỹ thuật mã hóa Và bài báo cáo này sẽ trình bày về Bitlocker driveencryption, một công cụ mã hóa thiết bị lưu trữ dữ liệu mạnh mẽ do Microsoft phát triển.Tiểu luận tìm hiểu

Chương 1 Tổng Quan Về Mã Hóa Dữ Liệu

1.1 Khái niệm Mã hóa

Mã hóa là một phương pháp bảo vệ thông tin, bằng cách chuyển đổi thông tin từdạng rõ sang dạng mã Nó có thể giúp bảo vệ thông tin khỏi những kẻ đánh cắp thôngtin, dù có được thông tin cũng không thể hiểu được nội dung của nó

1.2 Thuật toán Mã hóa

Thuật toán mã hóa là một thuật toán nhằm mã hóa thông tin, biến đổi thông tin từdạng rõ sang dạng mờ, để ngăn cản việc đọc trộm nội dung của thông tin

Thông thường các thuật toán sử dụng một hoặc nhiều khóa để mã hóa và giải mã(Ngoại trừ những thuật toán cổ điển) Có thể coi khóa này như một mật khẩu để có thểđọc được nội dung mã hóa Người gửi sẽ dùng khóa mã hóa để mã hóa thông tin sangdạng mờ, và người nhận sẽ sử dụng khóa giải mã để giải mã thông tin sang dạng rõ Chỉnhững người nào có khóa giải mã mới có thể đọc được nội dung

Nhưng đôi khi "kẻ thứ ba" (Hacker) không có khóa giải mã vẫn có thể đọc đượcthông tin, bằng cách phá vỡ thuật toán Và có một nguyên tắc là bất kì thuật toán mã hóanào cũng đều có thể bị phá vỡ Do đó không có bất kì thuật toán mã hóa nào được coi là

an toàn mãi mãi Độ an toàn của thuật toán được dựa vào nguyên tắc:

 Nếu chi phí để giải mã một khối lượng thông tin lớn hơn giá trị của khối lượngthông tin đó thì thuật toán đó được tạm coi là an toàn

 Nếu thời gian để phá vỡ một thuật toán là quá lớn thì thuật toán được tạm coi là

an toàn

Tiểu luận tìm hiểu

1.3 Phân loại các phương pháp Mã hóa

Có rất nhiều loại phương pháp mã hóa khác nhau đã ra đời Mỗi loại có những ưu

và nhược điểm riêng Có thể phân chia các phương pháp mã hóa thành 4 loại chính:

Đây là phương pháp mã hóa đầu tiên và cố xưa nhất, hiện nay rất ít được dùng đến

so với các phương pháp khác Ý tưởng của phương pháp này rất đơn giản, bên A mã hóathông tin bằng thuật toán mã hóa cổ điển, và bên B giải mã thông tin, dựa vào thuật toáncủa bên A, mà không dùng đến bất kì khóa nào Do đó, độ an toàn của thuật toán sẽ chỉdựa vào độ bí mật của thuật toán, vì chỉ cần ta biết được thuật toán mã hóa, ta sẽ có thểgiải mã được thông tin

1.3.2 Mã hóa một chiều

Đôi khi ta chỉ cần mã hóa thông tin chứ không cần giải mã thông tin, khi đó ta sẽdùng đến phương pháp mã hóa một chiều (Chỉ có thể mã hóa chứ không thể giải mã).Thông thường phương pháp mã hóa một chiều sử dụng một hàm băm (hash function) đểbiến một chuỗi thông tin thành một chuỗi hash có độ dài nhất định Ta không có bất kìcách nào để khôi phục (hay giải mã) chuỗi hash về lại chuỗi thông tin ban đầu

Đặc điểm của hash function là khi thực hiên băm hai chuỗi dữ liệu như nhau, dùtrong hoàn cảnh nào thì nó cũng cùng cho ra một chuỗi hash duy nhất có độ dài nhấtđịnh và thường nhỏ hơn rất nhiều so với chuỗi gốc, và hai chuỗi thông tin bất kì dù khácnhau rất ít cũng sẽ cho ra chuỗi hash khác nhau rất nhiều Do đó hash function thườngđược sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu

Tiểu luận tìm hiểu

Ngoài ra có một ứng dụng mà có thể thường gặp, đó là để lưu giữ mật khẩu Vì mậtkhẩu là một thứ cực kì quan trọng, do đó không nên lưu mật khẩu của người dùng dướidạng rõ, vì như vậy nếu bị kẻ thứ ba tấn công, lấy được CSDL thì có thể biết được mậtkhẩu của người dùng Do đó, mật khẩu của người dùng nên được lưu dưới dạng chuỗihash, và đối với máy chủ thì chuỗi hash đó chỉnh là “mật khẩu” đăng nhập Dù kẻ đó cólấy được CSDL thì cũng không tài nào có thể giải mã được chuỗi hash để tìm ra mậtkhẩu của người dùng.

Thuật toán mã hóa một chiều (hàm băm) thường gặp nhất là MD5 và SHA

1.3.3 Mã hóa đối xứng

Mã hóa đối xứng (Hay còn gọi là mã hóa khóa bí mật) là phương pháp mã hóa màkhóa mã hóa và khóa giải mã là như nhau (Sử dụng cùng một khóa bí mật để mã hóa vàgiải mã) Đây là phương pháp thông dụng nhất hiện nay dùng để mã hóa dữ liệu truyềnnhận giữa hai bên Vì chỉ cần có khóa bí mật là có thể giải mã được, nên bên gửi và bênnhận cần làm một cách nào đó để cùng thống nhất về khóa bí mật

Để thực hiện mã hóa thông tin giữa hai bên thì:

 Đầu tiên bên gửi và bên nhận bằng cách nào đó sẽ phải thóa thuận khóa bí mậtđược dùng để mã hóa và giải mã Vì chỉ cần biết được khóa bí mật này thì bên thứ ba cóthể giải mã được thông tin, nên thông tin này cần được bí mật truyền đi

 Sau đó bên gửi sẽ dùng một thuật toán mã hóa với khóa bí mật tương ứng để mãhóa dữ liệu sắp được truyền đi Khi bên nhận nhận được sẽ dùng chính khóa bí mật đó

để giải mã dữ liệu

Vấn đề lớn nhất của phương pháp mã hóa đối xứng là làm sao để “thỏa thuận” khóa

bí mật giữa bên gửi và bên nhận, vì nếu truyền khóa bí mật từ bên gửi sang bên nhận màkhông dùng một phương pháp bảo vệ nào thì bên thứ ba cũng có thể dễ dàng lấy đượckhóa bí mật này

Các thuật toán mã hóa đối xứng thường gặp: DES, AES…

Tiểu luận tìm hiểu

Để thực hiện mã hóa bất đối xứng:

 Bên nhận sẽ tạo ra một gặp khóa (khóa công khai và khóa bí mật) Bên nhận sẽ

dữ lại khóa bí mật và truyền cho bên gửi khóa công khai Vì khóa này là công khai nên

có thể truyền tự do mà không cần bảo mật

 Bên gửi trước khi gửi dữ liệu sẽ mã hóa dữ liệu bằng thuật toán mã hóa bất đốixứng với khóa là khóa công khai từ bên nhận

 Bên nhận sẽ giải mã dữ liệu nhận được bằng thuật toán được sử dụng ở bên gửi,với khóa giải mã là khóa bí mật

Điểm yếu lớn nhất của mã hóa bất đối xứng là tốc độ mã hóa và giải mã rất chậm

so với mã hóa đối xứng, nếu dùng mã hóa bất đối xứng để mã hóa dữ liệu truyền – nhậngiữa hai bên thì sẽ tốn rất nhiều chi phí

Do đó, ứng dụng chỉnh của mã hóa bất đối xứng là dùng để bảo mật khóa bí mậtcho mã hóa đối xứng: Ta sẽ dùng phương pháp mã hóa bất đối xứng để truyền khóa bímật của bên gửi cho bên nhận Và hai bên sẽ dùng khóa bí mật này để trao đổi thông tinbằng phương pháp mã hóa đối xứng

Thuật toán mã hóa bất đối xứng thường thấy: RSA

Tiểu luận tìm hiểu

Chương 2: Giới Thiệu BitLocker

dữ liệu đã được bảo vệ, một xác nhận không thành công sẽ cấm truy cập vào hệ thống đãđược bảo vệ BitLocker được phát triển trong một thời gian ngắn trước khi WindowsVista được phát hành

2.2 Các phiên bản Windows được tích hợp BitLocker

 Ultimate và Enterprise của Windows Vista và Windows 7

 Phiên bản Pro và Enterprise của Windows 8 và 8.1

 Pro, Enterprise, và phiên bản Education của Windows 10

 Windows Server 2008 và sau đó

 Ban đầu, giao diện đồ họa BitLocker trong Windows Vista chỉ có thể mã hóa cácphân vùng hệ điều hành; có thể mã hóa phân vùng khác thông qua các dòng lệnh Bắtđầu với Windows Vista Service Pack 1 và Windows Server 2008, các phân vùng khácvới phân vùng chứa hệ điều hành có thể được mã hóa bằng cách sử dụng công cụ đồhọa

 Phiên bản mới nhất của BitLocker trên Windows 7 và Windows Server 2008 R2

bổ sung thêm khả năng mã hóa ổ đĩa rời Trên Windows XP hoặc Windows Vista, truycập chỉ đọc vào các ổ đĩa này có thể đạt được thông qua một chương trình gọi làBitLocker To Go Reader, nếu hệ thống tệp tin được sử dụng

là FAT16, FAT32 hay exFAT

 BitLocker cũng tương thích với các trường hợp di động của phiên bản Windows 8Enterprise thông qua cài đặt Windows To Go

 Microsoft eDrive là một kỹ thuật cho các thiết bị lưu trữ cho phép các thiết bị lưutrữ phù hợp để sử dụng mã hóa tích hợp của nó

Tiểu luận tìm hiểu

2.3 Hoạt động của BitLocker

BitLocker là một hệ thống mã hóa khối lượng ổ đĩa cứng Nó có thể mã hóa mộtphần hoặc toàn bộ ổ đĩa cứng Khi được kích hoạt, TPM và BitLocker có thể đảm bảo sựtoàn vẹn cho chương trình khởi động đáng tin cậy (ví dụ như BIOS, Boot Sector,…) đểngặn chặn hầu hết các cuộc tấn công ẩn

Để BitLocker hoạt động, cần phải có ít nhất hai định dạng NTFS: Một định dạngcho hệ điều hành (thường là ổ C) và một định dạng có kích thước tối thiểu 100Mb đểkhởi động các hệ điều hành BitLocker yêu cầu phân vùng hệ thống không được mã hóa,trên Windows Vista thì phân vùng này phải được gán một ký tự ổ đĩa, còn trên Windows

7 thì điều này là không cần thiết Một công cụ có tên là BitLocker Drive PreparationTool có sẵn từ Microsoft cho phép thu nhỏ một phân vùng hiện có trên Windows Vista

để nhường chỗ cho một phân vùng khởi động mới và chuyển giao tập tin Bootstrap cầnthiết cho nó Windows 7 tạo phân vùng khởi động thứ cấp theo mặc định, ngay cả khiBitLocker không được sử dụng ban đầu

Khi một phân vùng khởi động thay thế đã được tạo ra, module TPM cần phải đượckhởi tạo ngay, sau đó các cơ chế bảo vệ khóa mã hóa đĩa cần thiết như TPM, mã PINhoặc USB được cấu hình Sau đó phân vùng được mã hóa như một công việc nền, mộtvài dữ liệu có thể mất một lượng đáng kể thời gian với một đĩa lớn và mỗi khu vực logicđược đọc, được mã hóa và viết lại trở lại vào đĩa Các khóa chỉ được bảo vệ sau khi toànbộ khối lượng dữ liệu đã được mã hóa, khi khối lượng dữ liệu đó được coi là antoàn BitLocker sử dụng một trình điều khiển thiết bị cấp thấp để mã hóa và giải mã tất

cả các hoạt động tập tin, làm cho tương tác với khối lượng được mã hóa trở nên trongsuốt đối với các ứng dụng chạy trên nền tảng này

Encrypting File System (EFS) có thể được sử dụng kết hợp với BitLocker để bảo

vệ Nhân hệ điều hành khi đang chạy Bảo vệ các tập tin từ trong các tiến trình và người

sử dụng hệ điều hành chỉ có thể được thực hiện bằng phần mềm mã hóa hoạt động trongWindows, chẳng hạn như EFS, BitLocker và EFS

BitLocker và những hệ thống mã hóa đĩa khác có thể bị tấn công bởi mộtBootmanager giả mạo Khi các bộ nạp khởi động độc hại lấy được những dữ liệu bí mật,

nó có thể giả mã Volume Master Key (VMK) sau đó sẽ cho phép truy cập để giải mãhoặc sửa đổi bất kỳ thông tin trên ổ đĩa cứng đã được mã hóa Bằng cách cấu hình mộtTPM để bảo vệ chương trình khởi động tin cậy, bao gồm BIOS và Boot Sector.BitLocker có thể giảm thiểu nguy cơ này

Tiểu luận tìm hiểu

Chương 3 Hướng Dẫn Sử Dụng BitLocker

Có nhiều kiểu mã hóa khác nhau, mã hóa hệ thống File - Encrypting File

System (EFS) hoặc sử dụng BitLocker để mã hóa dữ liệu (BitLocker Drive

Encryption) Trong bài này sẽ hướng dẫn cách mã hóa dữ liệu trên Windows 10 bằngcách sử dụng BitLocker

3.1 Kích hoạt mã hóa thiết bị với BiLocker

Bật BitLocker mã hóa ổ USB flash (ổ cứng trong máy cũng tương tự)

Bước 1: Vào Control Panel > System and Security > BitLocker Drive

Encryption > mở ra bảng chứa các ổ cứng và ổ USB trên máy > chọn ổ USB muốn mã

hóa > Turn On BitLocker

Cách khác: vào My computer > chuột phải vào ổ USB muốn mã hóa > chọn Turn On BitLocker

Tiểu luận tìm hiểu

Bước 2: Tích vào ô Use a password to unlock the driver rồi nhập mật khẩu vào 2

ô Enter your password và Reenter your password Sau đó nhấn nút Next.

Tiểu luận tìm hiểu

Bước 3: Sao lưu khóa dự phòng sử dụng phòng khi quên mật khẩu Có thể lưu vàobất kỳ nơi nào trong các lựa chọn:

 Save to your Microsoft account: Lưu vào tài khoản Microsoft

 Save to a file: Lưu vào máy tính

 Print the recovery key: In ra giấy

Lưu xong thì nhấn nút Next để tiếp tục.

Tiểu luận tìm hiểu

Bước 4: BitLocker sẽ tự động mã hóa khi thêm các tập tin mới vào ổ đĩa Tuy

nhiên, cần phải lựa chọn cách mã hóa đối với những tập tin đã có trên ổ đĩa

Ở đây có 2 lựa chọn:

 Encrypt used disk space only (faster and best for new PCs and drives): Chỉ

mã hóa không gian lưu trữ trên ổ đĩa đã được sử dụng (Nhanh hơn)

 Encrypt entire drive (slower but best for PCs and drives already in use): Mã

hóa toàn bộ ổ đĩa (Chậm hơn)

 Chọn xong, nhấn nút Next.

Tiểu luận tìm hiểu

Bước 5: Ở bước này cũng có 2 lựa chọn:

 New encryption mode (best for fixed drives on this device): Nếu mã hóa ổ đĩa

cố định trên máy tính thì chọn lựa chọn này.

 Compatible mode (best for drives that can be moved from this device):

Nếu mã hóa ổ đĩa rời có thể di chuyển sang thiết bị khác thì chọn lựa chọn này.

Chọn xong, nhấn nút Next để tiếp tục.

Tiểu luận tìm hiểu

Bước 6: Nhấn nút Start encrypting.

Bước 7: BitLocker bắt đầu mã hóa ổ đĩa Vẫn có thể sử dụng máy tính khi quá

trình mã hóa diễn ra, nhưng sẽ làm cho quá trình mã hóa chậm hơn

Tiểu luận tìm hiểu

Bước 8: Thông báo mã hóa dữ liệu trên ổ đĩa thành công, nhấn nút Close để đóng

thông báo này

Sau khi mã hóa xong, thiết bị sẽ được khóa lại trong lần khởi động tiếp theo, cần

mở khóa để sử dụng

Biểu tượng thiết bị được khóa với BitLocker (như hình dưới là ổ G)

3.2 Hướng dẫn mở khóa

Bước 1: Nhấn chuột phải vào ổ đĩa được khóa với BitLocker chọn Unlock

Driver…

Tiểu luận tìm hiểu