BÀI TẬP LỚN AN TOÀN BẢO MẬT THÔNG TIN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG HỆ THỐNG MÃ HÓA LAI VÀO CÔNG TÁC BẢO MẬT TRONG TRUYỀỀN TẢI

có th nễu ra râất nhiễều tnh huôấng tể ương t... r ng rãi là AES... CHƯƠNG II: NHIỆM VỤ VÀ CÔNG VIỆC CHÍNHLương Tuâấn Phương Mai Công Sao Tìm hi u h mã hóa để ệ ường cong Lương Tuâấn Phư

TR ƯỜ NG Đ I H C CÔNG NGHI P HÀ N I Ạ Ọ Ệ Ộ KHOA CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ

-🙢🙢🙢 -BÀI T P L N Ậ Ớ

ĐỀỀ TÀI: NG D NG H THÔỐNG MÃ HÓA LAI VÀO CÔNG TÁC B O Ứ Ụ Ệ Ả

M T TRONG TRUYỀỀN T I ĐỀỀ THI Ậ Ả

GVHD: ThS Trầần Ph ươ ng Nhung

NHÓM 8 – L p: 2022 ớ 1IT6001001

1 Ph m Xuân Phongạ

2 Lương Tuâấn Phương

3 Mai Công Sao

4 Dương Kim Song

5 Nguyễễn Tr ng Tú Tâmọ

Hà N i – Năm h c: 2022 - 2023ộ ọ

TR ƯỜ NG Đ I H C CÔNG NGHI P HÀ N I Ạ Ọ Ệ Ộ KHOA CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ

-🙢🙢🙢 -BÀI T P L N Ậ Ớ

ĐỀỀ TÀI: NG D NG H THÔỐNG MÃ HÓA LAI VÀO CÔNG TÁC B O Ứ Ụ Ệ Ả

M T TRONG TRUYỀỀN T I ĐỀỀ THI Ậ Ả

NHÓM 8 – L p: 2022 ớ 1IT6001001

Tên thành viên Mã sinh viên

Ph m Xuần Phong ạ 2019603356

L ươ ng Tu ầấn Ph ươ ng 2019604996

Nguyêễn Tr ng Tú Tầm ọ 2020604058

Gi ng viên h ả ướ ng dầễn: ThS Trầần Ph ươ ng Nhung

Hà N i – Năm h c: 2022 - 2023ộ ọ

MỤC LỤC

1 Lí do và tnh câấp thiễất c a đễề tàiủ 4

2 T ng quan vễề mã hóa thông tnổ 5

3 M t mã đôấi x ng và phi đôấi x ngậ ứ ứ 73.1 M t mã đôấi x ngậ ứ 7

3.2 M t mã phi đôấi x ngậ ứ 8

CHƯƠNG II: NHI M V VÀ CÔNG VI C CHÍNHỆ Ụ Ệ 10

1 Phân công công vi cệ 10

2 L a ch n ngôn ngự ọ ữ 10

3 C th công vi c t ng thành viễnụ ể ệ ừ : 11

CHƯƠNG III: N I DUNG THU T TOÁNỘ Ậ 14

1 Thu t toán mã hóa khóa đôấi x ng AESậ ứ 14

1.1 Gi i thi u chungớ ệ 14

1.1.2 Các bướ ửc x lý chính 141.2 Xây d ng thu t toánự ậ 15

1.2.1 Xây d ng b ng S-box thu nự ả ậ 151.2.2 Gi i thu t sinh khóa phả ậ ụ 16

1.2.3 Quá trình mã hóa 17

1.2.4 Quá trình gi i mãả 191.3 Các d ng tâấn công vào AES và phạ ương pháp phòng chôấng 20

3 AES và ECC – M t phộ ương pháp kễất h p tễn tễấnợ 26

3.1 Thu t toán AES – ECC:ậ 273.2 u, nhƯ ược đi mể 28

CHƯƠNG IV: THIẾẾT KẾẾ, CÀI Đ T CHẶ ƯƠNG TRÌNH ĐẾẦ MÔ THU T TOÁNẬ 29

CHƯƠNG V: GIAO DI N CHỆ ƯƠNG TRÌNH ĐẾẦ MÔ 32

1 S GD&ĐT truyễền đễề thi đễấn các trở ường 32

2 Các trường truyễền d li u cho s GD&ĐTữ ệ ở 32

LỜI MỞ ĐẦU

V i s phát tri n râất nhanh c a công ngh m ng máy tnh, đ c bi t làớ ự ể ủ ệ ạ ặ ệ

m ng Internet, khôấi lạ ượng thông tn ngày càng được truyễền nh n nhiễều h n.ậ ơVâấn đễề khó khăn đ t ra là làm sao gi đặ ữ ược tnh b o m t c a thông tn, thôngả ậ ủ

tn đễấn đúng được đ a ch câền đễấn và không b s a đ i H u qu seễ khó lị ỉ ị ử ổ ậ ả ườngnễấu nh th đư ư ược g i cho m t ngử ộ ười nh ng l i b m t ngư ạ ị ộ ười khác xem tr m vàộ

s a đ i n i dung b c th trái v i ch ý c a ngử ổ ộ ứ ư ớ ủ ủ ườ ửi g i T h i h n n a là khiệ ạ ơ ữ

m t h p đôềng độ ợ ược ký, g i thông qua m ng và b k xâấu s a đ i nh ng điễềuử ạ ị ẻ ử ổ ữkho n trong đó Ngả ườ ửi g i th b hi u nhâềm vì n i dung b c th b thay đ i,ư ị ể ộ ứ ư ị ổcòn h p đôềng b phá v b i nh ng điễều kho n đã không còn nh ban đâều Điễềuợ ị ỡ ở ữ ả ưnày gây ra nh ng mâất mát c vễề m t tài chính và quan h , tnh c m, v.v và cònữ ả ặ ệ ả

có th nễu ra râất nhiễều tnh huôấng tể ương t ự

Mã hoá thông tn là m t trong các phộ ương pháp có th đ m b o để ả ả ượctnh b o m t c a thông tn Khi mã hóa, thông tn đả ậ ủ ược biễấn đ i (đổ ược mã hóa)băềng thu t toán mã hóa thông qua vi c s d ng “khóa” Ch có ngậ ệ ử ụ ỉ ười dùng cócùng “khóa” m i ph c hôềi l i đớ ụ ạ ược thông tn ban đâều (gi i mã) Do v y “khóa”ả ậcâền được b o v nghiễm ng t và đả ệ ặ ược truyễền t ngừ ườ ửi g i đễấn người nh nậtrễn m t kễnh an toàn riễng sao cho ngộ ười th ba không th biễất đứ ể ược khóa

Phương pháp này được g i là mã hóa băềng khóa riễng ho c m t mã khóa đôấiọ ặ ậ

x ng Có m t sôấ chu n thu t toán khóa đôấi x ng, ví d nh DES, AES, v.v…ứ ộ ẩ ậ ứ ụ ư

C th , trong đễề tài đụ ể ược giao c a nhóm em lâền này v i đễề tài ủ ớ “ ng Ứ

d ng h thốống mã hóa lai vào cống tác b o m t trong truyềền t i đềề thi” ụ ệ ả ậ ả seễ sử

d ng h m t mã bâất đôấi x ng AES và h m t mã đôấi x ng ECC đ th c hi n mãụ ệ ậ ứ ệ ậ ứ ể ự ệhóa và truyễền t i đễề thi ả

Trong suôất quá trình h c t p, nhóm em râất may măấn đọ ậ ược cô giáo ThS Trầền Ph ươ ng Nhung hướng dâễn m t cách t n tâm và nhi t tnh v i nh ng giộ ậ ệ ớ ữ ờ

h c châất lọ ượng và dễễ hi u Nhóm em râất mong nh n để ậ ược nh ng ý kiễấn đóngữ

góp, đánh giá và l i khuyễn c a cô đ phâền bài t p l n c a em đờ ủ ể ậ ớ ủ ược hoàn thi nệ

h n.ơ

Nhóm chúng em xin chân thành c m n!ả ơ

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1 Lí do và tnh cầấp thiêất c a đêầ tài ủ

B o m t đễề thi có vai trò hễất s c quan tr ng đôấi v i các kỳ thi.Đễề thi làả ậ ứ ọ ớ

m t trong nh ng tài li u m t c a quôấc gia Hăềng năm, các trộ ữ ệ ậ ủ ường h c ph iọ ả

thường xuyễn t ch c các kỳ thi nhăềm tuy n ch n h c sinh vào trổ ứ ể ọ ọ ường, kỳ thiđánh giá kễất qu h c t p c a h c sinh nh : Thi tuy n sinh đâều vào, ki m traả ọ ậ ủ ọ ư ể ểchâất lượng, thi h c kỳ, thi tôất nghi p, thi h c sinh gi i… Trong các kỳ thi đó, cóọ ệ ọ ỏ

nh ng đ t thi các trữ ợ ường thi chung đễề thi c a B Giáo d c và Đào t o, c a Sủ ộ ụ ạ ủ ởGiáo d c và Đào t o (SGD&ĐT) Hi n nay, SGD&ĐT b o m t đễề thi c a các kỳ thiụ ạ ệ ả ậ ủbăềng cách niễm phong các túi đễề thi

Vi c bôấ trí nhân s , in sao đễề thi seễ th c hi n theo quy đ nh Phệ ự ự ệ ị ương án

v n chuy n bàn giao đễề thi t đ a đi m in sao đễấn các đi m thi đậ ể ừ ị ể ể ược tnh đễấn,bao gôềm c kễấ ho ch d phòng Ban v n chuy n và bàn giao đễề thi nh n các túiả ạ ự ậ ể ậđễề thi còn nguyễn niễm phong t Ban in sao đễề thi b o qu n, v n chuy n, phânừ ả ả ậ ểphôấi đễề thi đễấn các đi m thi Các túi đễề thi ph i để ả ược b o qu n trong hòm săấtả ả

được khóa, niễm phong và b o v 24 gi /ngày T i các đi m thi, đễề thi và bài thiả ệ ờ ạ ể

được đ trong các t riễng bi t T đ ng đễề thi, bài thi đ m b o chăấc chăấn,ể ủ ệ ủ ự ả ả

được khóa và niễm phong (nhãn niễm phong có đ ch ký c a trủ ữ ủ ưởng đi m thi,ểthanh tra và công an), chìa khóa do trưởng đi m thi gi Khi m niễm phongể ữ ở

ph i có ch ng kiễấn c a nh ng ngả ứ ủ ữ ười ký nhãn niễm phong, l p biễn b n ghi rõậ ả

th i gian m , lý do m , tnh tr ng niễm phong.ờ ở ở ạ

Ngoài ra, khu v c b o qu n đễề thi seễ có công an tr c, b o v liễn t c 24ự ả ả ự ả ệ ụ

gi /ngày và ph i b o đ m an toàn phòng chôấng cháy, n Phòng b o qu n đễềờ ả ả ả ổ ả ả

thi b o đ m an toàn, chăấc chăấn; có camera an ninh giám sát, ghi hình các ho tả ả ạ

đ ng t i phòng liễn t c; công an tr c, b o v liễn t c 24 gi /ngày; có m t phóộ ạ ụ ự ả ệ ụ ờ ộ

trưởng đi m thi là ngể ườ ủi c a trường ph thông không có thí sinh d thi t iổ ự ạ

đi m thi tr c t i phòng trong suôất th i gian đễề thi, bài thi để ự ạ ờ ượ ư ạc l u t i đi m thi.ể

T ng h i đôềng thi có trách nhi m l p phừ ộ ệ ậ ương án b o v đễề thi trong suôất quáả ệtrình t ch c kỳ thi V i vi c nh n và chuy n đễề thi theo phổ ứ ớ ệ ậ ể ương th c này cóứ

th g p nhiễều tr ng i cũng nh vi c đ m b o an toàn, bí m t cho đễề thi ch aể ặ ở ạ ư ệ ả ả ậ ứ

đ ng nhiễều yễấu tôấ r i ro, kinh phí cho vi c giao nh n và b o v đễề thi râất tôấnự ủ ệ ậ ả ệkém

Đ góp phâền khăấc ph c m t phâền nh ng h n chễấ trễn, vi c s d ng cácể ụ ộ ữ ạ ệ ử ụcông c c a m t mã h c ng d ng vào công tác b o m t đễề thi trong truyễền t iụ ủ ậ ọ ứ ụ ả ậ ảđễề thi qua m ng là m t vâấn đễề mang tnh th i s và câấp thiễất.ạ ộ ờ ự

2 T ng quan vêầ mã hóa thông tn ổ

Thễấ k XXI là thễấ k công ngh thông tn Công ngh thông tn đã và đangỷ ỷ ệ ệtác đ ng tr c tễấp đễấn m i m t ho t đ ng kinh tễấ xã h i trễn thễấ gi i Thông tnộ ự ọ ặ ạ ộ ộ ớ

có vai trò hễất s c quan tr ng, vì v y câền ph i đ m b o đ thông tn không b saiứ ọ ậ ả ả ả ể ị

l ch, không b thay đ i, hay b l trong quá trình truyễền t n i g i đễấn n iệ ị ổ ị ộ ừ ơ ử ơ

nh n V i s phát tri n râất nhanh c a công ngh m ng máy tnh, đ c bi t làậ ớ ự ể ủ ệ ạ ặ ệ

m ng Internet, khôấi lạ ượng thông tn ngày càng được truyễền nh n nhiễều h n.ậ ơVâấn đễề khó khăn đ t ra là làm sao gi đặ ữ ược tnh b o m t c a thông tn, thôngả ậ ủ

tn đễấn đúng được đ a ch câền đễấn và không b s a đ i H u qu seễ khó lị ỉ ị ử ổ ậ ả ườngnễấu nh th đư ư ược g i cho m t ngử ộ ười nh ng l i b m t ngư ạ ị ộ ười khác xem tr m vàộ

s a đ i n i dung b c th trái v i ch ý c a ngử ổ ộ ứ ư ớ ủ ủ ườ ửi g i T h i h n n a là khiệ ạ ơ ữ

m t h p đôềng độ ợ ược ký, g i thông qua m ng và b k xâấu s a đ i nh ng điễềuử ạ ị ẻ ử ổ ữkho n trong đó Ngả ườ ửi g i th b hi u nhâềm vì n i dung b c th b thay đ i,ư ị ể ộ ứ ư ị ổcòn h p đôềng b phá v b i nh ng điễều kho n đã không còn nh ban đâều Điễềuợ ị ỡ ở ữ ả ưnày gây ra nh ng mâất mát c vễề m t tài chính và quan h , tnh c m, v.v và cònữ ả ặ ệ ả

có th nễu ra râất nhiễều tnh huôấng tể ương t Mã hoá thông tn là m t trong cácự ộ

phương pháp có th đ m b o để ả ả ược tnh b o m t c a thông tn Mã hoá, trongả ậ ủ

m t m c đ nhâất đ nh, có th gi i quyễất các vâấn trễn; m t khi thông tn đãộ ứ ộ ị ể ả ộ

được mã hoá, k xâấu râất khó ho c không th gi i mã đ có đẻ ặ ể ả ể ược n i dungộthông tn ban đâều

Khi mã hóa, thông tn được biễấn đ i (đổ ược mã hóa) băềng thu t toán mãậhóa thông qua vi c s d ng “khóa” Ch có ngệ ử ụ ỉ ười dùng có cùng “khóa” m iớ

ph c hôềi l i đụ ạ ược thông tn ban đâều (gi i mã) Do v y “khóa” câền đả ậ ược b o vả ệnghiễm ng t và đặ ược truyễền t ngừ ườ ửi g i đễấn người nh n trễn m t kễnh anậ ộtoàn riễng sao cho người th ba không th biễất đứ ể ược khóa Phương pháp này

được g i là mã hóa băềng khóa riễng ho c m t mã khóa đôấi x ng Có m t sôấọ ặ ậ ứ ộchu n thu t toán khóa đôấi x ng, ví d nh DES, AES, v.v… Ngẩ ậ ứ ụ ư ười ta đã ch ngứminh được kh năng b o m t cao c a các thu t toán đôấi x ng chu n nói trễn vàả ả ậ ủ ậ ứ ẩchúng đã được ki m đ nh qua th i gian Tuy nhiễn, vâấn đễề n y sinh v i cácể ị ờ ả ớthu t toán đôấi x ng là vi c trao đ i khóa Các bễn tham gia giao tễấp đòi h iậ ứ ệ ổ ỏ

được chia s m t bí m t là “khóa”, “khóa” câền đẻ ộ ậ ược trao đ i gi a h qua m tổ ữ ọ ộkễnh thông tn an toàn An toàn c a thu t toán khóa đôấi x ng ph thu c vào đủ ậ ứ ụ ộ ộ

m t c a khoá Khóa thậ ủ ường có đ dài hàng trăm bit, tùy thu c vào thu t toánộ ộ ậ

được s d ng Vì thông tn có th trung chuy n qua các đi m trung gian nễnử ụ ể ể ểkhông th trao đ i khóa m t cách tr c tuyễấn và an toàn Trong m t m ng r ngể ổ ộ ự ộ ạ ộkễất nôấi hàng trăm h thôấng, vi c trao đ i khóa tr thành quá khó khăn và th mệ ệ ổ ở ậchí không th c tễấ.ự

Cho đễấn cuôấi nh ng năm 1970, tâất c các quá trình truyễền thông tn b o m tữ ả ả ậđễều s d ng h m t mã đôấi x ng Điễều này có nghĩa răềng m t ai đó có đ thôngử ụ ệ ậ ứ ộ ủ

tn (khóa) đ mã hóa thông tn thì cũng có thông tn đ đ gi i mã Năm 1976ể ủ ể ảDife và Hellman đã nễu đ nh hị ướng phát tri n m i cho các h thôấng m t mãể ớ ệ ậbăềng vi c phát minh h m t mã khóa công khai Ý tệ ệ ậ ưởng chính là s d ng hàmử ụ

m t chiễều (one-way functon) đ mã hóa Các hàm s d ng đ mã hóa thu cộ ể ử ụ ể ộ

m t l p các hàm m t chiễều đ c bi t, chúng là m t chiễều nễấu m t sôấ thông tnộ ớ ộ ặ ệ ộ ộnhâất đ nh (khóa đ gi i mã) đị ể ả ược gi bí m t Nói m t cách hình th c, hàm mãữ ậ ộ ứhóa khóa công khai là m t hàm ánh x các dãy tn (b n rõ) thành các dãy độ ạ ả ược

m t mã hóa; bâất c ai có khóa công khai đễều có th th c hi n vi c mã hóa này.ậ ứ ể ự ệ ệTuy nhiễn vi c tnh toán hàm ngh ch đ o (hàm đ gi i mã thông tn đệ ị ả ể ả ược mãhóa thành các dãy tn ban đâều - b n rõ) không th th c hi n đả ể ự ệ ược trong m tộkho ng th i gian h p lý mà không câền thễm m t sôấ thông tn b sung, g i làả ờ ợ ộ ổ ọkhóa riễng Điễều này có nghĩa răềng m i ngọ ười có th g i thông tn đễấn m tể ử ộ

người nào đó băềng cách s d ng cùng m t khóa đ mã hóa băềng cách đ n gi nử ụ ộ ể ơ ả

là lâấy khóa này t i m t v trí công khai Ngạ ộ ị ườ ửi g i không câền ph i th c hi n bâấtả ự ệ

kỳ th a thu n bí m t v i ngỏ ậ ậ ớ ười nh n; ngậ ười nh n không câền có bâất kỳ liễn hậ ệ

trước nào v i ngớ ườ ửi g i Vì v y có th trao đ i thông tn m t cách b o m tậ ể ổ ộ ả ậbăềng cách s d ng thu t toán khóa công khai mà không câền trao đ i khóa m tử ụ ậ ổ ộcách bí m t.ậ

Trong h m t mã khóa công khai môễi ngệ ậ ười dùng ho c thiễất b tham gia vàoặ ịquá trình g i nh n thông tn có m t c p khóa, m t khóa công khai và m t khóaử ậ ộ ặ ộ ộriễng, cùng v i các quy tăấc s d ng khóa đ th c hi n các ho t đ ng b o m tớ ử ụ ể ự ệ ạ ộ ả ậ

d li u Ch ngữ ệ ỉ ười dùng ho c thiễất b biễất khóa riễng c a mình, còn khóa côngặ ị ủkhai được phân phôấi đễấn tâất c ngả ười dùngho c thiễất b khác tham gia vào hặ ị ệthôấng Vì vi c biễất khoá công khai không nh hệ ả ưởng t i s an toàn c a cácớ ự ủthu t toán, có th dễễ dàng trao đ i khoá công khai tr c tuyễấn Thông tn câềnậ ể ổ ự

b o m t có th đả ậ ể ược trao đ i tr c tuyễấn băềng cách trao đ i thông tn đã mãổ ự ổhóa và khóa công khai Nh ng ngữ ười ch có quyễền truy c p vào các thông tnỉ ậtrao đ i công khai seễ không th tnh toán đ gi i mã thông tn, tr khi h cóổ ể ể ả ừ ọquyễền truy c p và biễất khóa riễng c a c a các bễn giao tễấp.ậ ủ ủ

3 M t mã đôấi x ng và phi đôấi x ng ậ ứ ứ

3.1 M t mã đôấi x ng ậ ứ

Ngày nay, v i s phát tri n bùng n c a internet, nhu câều trao đ i thôngớ ự ể ổ ủ ổ

tn qua m ng ngày càng đạ ượ ức ng d ng r ng rãi trễn tâất c m i lĩnh v c v iụ ộ ả ọ ự ớ

lượng thông tn giao d ch ngày càng l n và đa d ng, dung lị ớ ạ ượng t p trao đ i râấtệ ổ

l n Tuy nhiễn, đây cũng chính là môi trớ ường thu n l i đ t i ph m máy tnhậ ợ ể ộ ạngày càng gia tăng, chúng th c hi n các cu c tâấn công vào các h thôấng nhăềmự ệ ộ ệkhai thác thông tn, lâấy căấp tài kho n đ tr c l i, l a đ o ngả ể ụ ợ ừ ả ười dùng… T iộ

ph m máy tnh râất đa d ng, ngày càng gia tăng vễề sôấ lạ ạ ượng, đ tnh vi, m c độ ứ ộnghiễm tr ng và t n thâất.ọ ổ

V i s xuâất hi n c a máy tnh, các tài li u văn b n và các thông tn quanớ ự ệ ủ ệ ả

tr ng đễều đọ ược sôấ hóa và x lý trễn máy tnh, đôềng th i đử ờ ược truyễền đi trễn

m t môi trộ ường mà m c đ nh là không an toàn Do đó, yễu câều vễề vi c có m tặ ị ệ ộ

c chễấ, gi i pháp đ b o v s an toàn và bí m t c a các thông tn nh y c m,ơ ả ể ả ệ ự ậ ủ ạ ảquan tr ng ngày càng tr nễn câấp thiễất Vi c b o v d li u là vâấn đễề mà tâất cọ ở ệ ả ệ ữ ệ ả

nh ng ai s d ng máy tnh đễều ph i quan tâm Mã hóa đữ ử ụ ả ược xem là m c b oứ ả

v tôấi u nhâất đôấi v i d li u, giúp thông tn không b l và nâng cao đ an toànệ ư ớ ữ ệ ị ộ ộtrong các giao d ch truyễền t i thông tn S ra đ i c a ngành m t mã h c đã gi iị ả ự ờ ủ ậ ọ ảquyễất phâền nào mong muôấn đó

Cho đễấn nay, đã có nhiễều phương pháp mã hóa và các thu t toán tậ ương

ng v i môễi ph ng pháp đ c ng d ng đ mã hóa thông tn, tễu bi u là m t

mã đôấi x ng (symmetric cryptography) và phi đôấi x ng (asymmetricứ ứcryptography)

M t mã đôấi x ng s d ng cùng m t khóa cho c hai quá trình mã hóa vàậ ứ ử ụ ộ ả

gi i mã u đi m c a phả Ư ể ủ ương pháp này là tôấc đ x lý nhanh Tuy nhiễn, khộ ử ảnăng b o m t ch a th c s đả ậ ư ự ự ược an toàn khi câền trao đ i thông tn m c x lýổ ở ứ ử

v i nhiễều bễn nh n và g i d li u Thu t toán m t mã đôấi x ng đớ ậ ử ữ ệ ậ ậ ứ ược biễất đễấn

r ng rãi là AES Đây là m t chu n m t mã cao câấp v i khóa bí m t cho phép xộ ộ ẩ ậ ớ ậ ử

lý các khôấi d li u đâều vào s d ng các khóa có đ dài 128, 192, 256 bit.ữ ệ ử ụ ộ

3.2 Mật mã phi đối xứng

M t mã phi đôấi x ng, hay còn đậ ứ ược g i là m t mã khóa công khai (publicọ ậkey cryptography) có nguyễn tăấc ho t đ ng là môễi bễn tham gia truyễền tn seễ cóạ ộhai khóa M t khóa độ ược dùng đ mã hóa và có th để ể ược công bôấ công khai đểbâất kỳ ai cũng có th s d ng khóa này đ g i tn cho ch th (để ử ụ ể ử ủ ể ược g i là khóaọcông khai – public key) và m t khóa độ ược dùng trong quá trình gi i mã và đả ược

gi bí m t (g i là khóa bí m t – private key) Khóa gi i mã không th tnh toánữ ậ ọ ậ ả ể

đượ ừc t khóa mã hóa

u đi m c a m t mã phi đôấi x ng là vi c qu n lý khóa seễ linh ho t và

hi u qu h n Ngệ ả ơ ườ ử ụi s d ng ch câền b o v khóa bí m t c a mình Tuy nhiễn,ỉ ả ệ ậ ủ

nhược đi m c a m t mã khóa công khai năềm tôấc đ th c hi n, nó ch m h nể ủ ậ ở ộ ự ệ ậ ơrâất nhiễều so v i mã hóa đôấi x ng.ớ ứ

4 N i dung chính ộ

- Tìm hi u h mã hóa đôấi x ng AES ể ệ ứ

- Tìm hi u h mã hóa bâất đôấi x ng ECCể ệ ứ

- Áp d ng h thôấng mã hóa lai s d ng hai thu t toán AES và ECC vào côngụ ệ ử ụ ậtác b o m t trong truyễền t i đễề thi gi a các trả ậ ả ữ ường và s GD&ĐT.ở

CHƯƠNG II: NHIỆM VỤ VÀ CÔNG VIỆC CHÍNH

Lương Tuâấn Phương

Mai Công Sao

Tìm hi u h mã hóa để ệ ường cong

Lương Tuâấn Phương

Mai Công Sao

Dương Kim Song

+ Các hàm trong quá trình mã hóa và gi i mãả

● Phân tch bài toán “ ng d ng h thốống mã hóa lai vào cống tác b o Ứ ụ ệ ả

m t trong truyềền t i đềề thi” ậ ả

- Viễất chương trình đễề mô v i ngôn ng Javascriptớ ữ

b, L ươ ng Tuầấn Ph ươ ng

N i dung công vi cộ ệ :

● Tìm hi u vễề h mã hóa để ệ ường cong ECC

+ Đ c đi m c a đặ ể ủ ường cong Elliptc

+ Cách t o khóa Kpub và Kpr b i ECCạ ở

+ ng d ng c a ECCỨ ụ ủ

● Phân tch bài toán “ ng d ng h thốống mã hóa lai vào cống tác b o Ứ ụ ệ ả

m t trong truyềền t i đềề thi ậ ả

- Viễất chương trình đễề mô v i ngôn ng C#ớ ữ

c, Mai Công Sao

+ Các hàm trong quá trình mã hóa và gi i mãả

+ ng d ng c a AES trong mã hóa thông tnỨ ụ ủ

● Tìm hi u h mã hóa để ệ ường cong Elliptc(ECC)

● Phân tch bài toán “ ng d ng h thốống mã hóa lai vào cống tác b o Ứ ụ ệ ả

m t trong truyềền t i đềề thi” ậ ả

● So n th o và hoàn thi n báo cáo bài t p l nạ ả ệ ậ ớ

● So n th o và hoàn thi n phiễấu h c t p nhómạ ả ệ ọ ậ

- Viễất chương trình đễề mô v i ngôn ng Javaớ ữ

d, D ươ ng Kim Song

N i dung công vi cộ ệ :

● Tìm hi u mô hình trao đ i d li u qua internetể ổ ữ ệ

+ Cách th c bễn g i t o khóa, mã hóa khóa SK và g i d li u.ứ ử ạ ử ữ ệ

+ Cách th c bễn nh n t o khóa công khai, khóa bí m t, gi i mã khóaứ ậ ạ ậ ả

SK và gi i mã d li u nh n.ả ữ ệ ậ

● Phân tch bài toán “ ng d ng h thốống mã hóa lai vào cống tác b o Ứ ụ ệ ả

m t trong truyềền t i đềề thi” ậ ả

- Viễất chương trình đễề mô v i ngôn ng PHPớ ữ

+ Các hàm trong quá trình mã hóa và gi i mãả

● Phân tch bài toán “ ng d ng h thốống mã hóa lai vào cống tác b o Ứ ụ ệ ả

m t trong truyềền t i đềề thi” ậ ả

- Viễất chương trình đễề mô v i ngôn ng Pythonớ ữ

CHƯƠNG III: NỘI DUNG THUẬT TOÁN

1 Thu t toán mã hóa khóa đôấi x ng AES ậ ứ

1.1 Gi i thi u chung ớ ệ

1.1.1 T ng quan ổ

- AES (viễất tăất c a t tễấng anh: Advanced Encrypton Standard, hay Tiễuủ ừchu n mã hóa nâng cao) là m t thu t toán mã hóa khôấi đẩ ộ ậ ược chính phủHoa Kỳ áp d ng làm tễu chu n mã hóa.ụ ẩ

- Thu t toán đậ ược xây d ng d a trễn Rijndael Cipher phát tri n b i 2 nhàự ự ể ở

m t mã h c ngậ ọ ườ ỉi B : Joan Daemen và Vincent Rijmen

- AES làm vi c v i các khôấi d li u 128bit và đ dài khóa 128bit, 192bitệ ớ ữ ệ ộ

ho c 256bit Các khóa m r ng s d ng trong chu trình đặ ở ộ ử ụ ượ ạc t o ra b iở

th t c sinh khóa Rijndael.ủ ụ

- Hâều hễất các phép toán trong thu t toán AES đễều th c hi n trong m tậ ự ệ ộ

trường h u h n c a các byte Môễi khôấi d li u đâều vào 128bit đữ ạ ủ ữ ệ ược chiathành 16byte, có th xễấp thành 4 c t, môễi c t 4 phâền t hay m t ma tr nể ộ ộ ử ộ ậ4x4 c a các byte, nó g i là ma tr n tr ng thái.ủ ọ ậ ạ

- Tùy thu c vào đ dài c a khóa khi s d ng 128bit, 192bit hay 256bit màộ ộ ủ ử ụthu t toán đậ ược th c hi n v i sôấ lâền l p khác nhau.ự ệ ớ ặ

1.1.2.2 Các b ướ c x lý chính ử

- Quá trình m r ng khóa s d ng th t c sinh khóa Rijndael.ở ộ ử ụ ủ ụ

- Quá trình mã hóa.

1.2 Xầy d ng thu t toán ự ậ

1.2.1 Xầy d ng b ng S-box thu n ự ả ậ

a B ng S-box thu n: ả ậ

- B ng S-box thu n đả ậ ược sinh ra băềng vi c xác đ nh ngh ch đ o cho m t giáệ ị ị ả ộ

tr nhâất đ nh trễn GF(28) = GF(2)[x] / (x8+x4+x3+x+1) (trị ị ường h u h nữ ạRijindael) Giá tr 0 không có ngh ch đ o thì đị ị ả ược ánh x v i 0 Nh ngạ ớ ữngh ch đ o đị ả ược chuy n đ i thông qua phép biễấn đ i afne.ể ổ ổ

- Công th c tnh các giá tr b ng S-box và b ng S- box tứ ị ả ả ương ng:ứ

b B ng S-box ngh ch đ o ả ị ả

- S-box ngh ch đ o ch đ n gi n là S-box ch y ngị ả ỉ ơ ả ạ ược Nó được tnh băềngphép biễấn đ i afne ngh ch đ o các giá tr đâều vào Phép biễấn đ i afneổ ị ả ị ổngh ch đ o đị ả ược bi u diễễn nh sau:ể ư

1.1.2.2.2 Gi i thu t sinh khóa ph ả ậ ụ

Quá trình sinh khóa gôềm 4 bước:

o Rotword: quay trái 8 bít

o SubBytes

o Rcon: tnh giá tr Rcon(i) Trong đó : ị Rcon(i) = x(i-1) mod (x8 + x4 +x3 + x + 1)

o ShiftRow

Hình minh h a quy trình sinh khóa: ọ

1.2.1.3 Quá trình mã hóa

a S đôầ t ng quát ơ ổ

b Hàm AddRoundKey

- Được áp d ng t vòng l p th 1 t i vòng l p Nrụ ừ ặ ứ ớ ặ

- Trong biễấn đ i Addroundkey(), m t khóa vòng đổ ộ ược c ng v i state băềngộ ớ

m t phép XOR theo t ng bit đ n gi n.ộ ừ ơ ả

- Môễi khóa vòng gôềm có 4 t (128 bit) đừ ược lâấy t l ch trình khóa 4 t đóừ ị ừ

đượ ộc c ng vào môễi c t c a state, sao cho:ộ ủ