Việc nghiên cứu giúp hiểu rõnguyên lý hoạt động, ứng dụng thực tiễn trong các giao thức bảo mật và mở rộngkiến thức về mã hóa, góp phần giải quyết các thách thức bảo mật trong thời đại s
QUẢN LÝ KHÓA
Giới thiệu
Quản lý khóa là yếu tố thiết yếu trong bảo vệ thông tin của hệ thống mã hóa Khóa mã hóa giữ vai trò quan trọng trong việc bảo vệ dữ liệu khi truyền tải và lưu trữ Quản lý khóa bao gồm các quy trình tạo ra, phân phối, lưu trữ và thu hồi khóa mã hóa An toàn dữ liệu phụ thuộc vào hiệu quả của quản lý khóa, đặc biệt trong môi trường mạng, nơi mà các khóa có nguy cơ bị xâm nhập hoặc tấn công.
Các phương pháp mã hóa sử dụng hai loại khóa chính là khóa bí mật và khóa công khai Mỗi loại khóa có phương thức phân phối và bảo vệ riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu bảo mật của hệ thống.
Phân loại quản lý khóa
1.2.1 Phân phối khóa bí mật
Khóa bí mật (symmetric key) là loại khóa được sử dụng chung cho cả hai bên trong quá trình mã hóa và giải mã thông tin Cùng một khóa sẽ bảo vệ dữ liệu khi truyền đi và giải mã khi nhận về Quá trình phân phối khóa bí mật đảm bảo rằng chỉ các bên liên quan mới có quyền truy cập vào khóa này.
Phân phối khóa bí mật là một thách thức lớn trong hệ thống mã hóa đối xứng Nếu khóa bị lộ trong quá trình trao đổi hoặc lưu trữ, kẻ tấn công có thể dễ dàng giải mã thông tin Vì vậy, việc bảo vệ khóa trong suốt quá trình phân phối và lưu trữ là cực kỳ quan trọng để đảm bảo an toàn cho dữ liệu.
Trong môi trường internet không an toàn, việc áp dụng các thuật toán mã hóa công khai như RSA để bảo vệ khóa bí mật trong quá trình phân phối là giải pháp hiệu quả, giúp nâng cao bảo mật cho dữ liệu truyền tải.
Khóa bí mật yêu cầu một cơ chế phân phối an toàn và hệ thống bảo vệ chặt chẽ để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu Các kỹ thuật phân phối và thỏa thuận khóa bí mật thường sử dụng một khóa duy nhất (KS) được sinh ra và gửi đến cả hai bên thông qua một kênh truyền an toàn.
Quá trình truyền tin giữa hai thực thể A và B diễn ra như sau:
A dùng KS mã hóa bản rõ (plaintext), sau đó gửi bản mã (ciphertext) cho B qua một kênh truyền (không cần là kênh an toàn).
B nhận được bản mã sẽ dùng khóa KS để giải mã và thu được bản rõ.
Hình 1.1 Quá trình truyền tin phân phối khóa bí mật
(Nguồn: Slide bài giảng Mật mã học)
1.2.2 Phân phối khóa công khai
Khóa công khai, hay còn gọi là khóa bất đối xứng, là thành phần quan trọng trong các thuật toán mã hóa bất đối xứng Mỗi người dùng sở hữu một cặp khóa gồm khóa công khai và khóa riêng Khóa công khai có thể được chia sẻ rộng rãi, trong khi khóa riêng phải được bảo mật và không bao giờ được tiết lộ.
Khóa công khai có thể được chia sẻ qua các phương tiện truyền thông như danh bạ hoặc hệ thống chứng thực số Để đảm bảo tính xác thực, các tổ chức chứng thực (CA) cấp phát chứng chỉ số xác nhận quyền sở hữu khóa công khai của cá nhân hoặc tổ chức Ưu điểm của khóa công khai là cho phép trao đổi thông tin an toàn giữa các bên mà không cần gặp mặt trực tiếp hay sử dụng kênh truyền thông an toàn.
Bảo vệ khóa riêng là điều thiết yếu trong hệ thống bảo mật Khi khóa riêng bị lộ, toàn bộ hệ thống sẽ bị đe dọa, cho phép kẻ tấn công giải mã mọi thông điệp được mã hóa bằng khóa công khai tương ứng.
Việc phân phối khóa công khai cần đảm bảo tính xác thực của chủ thể khóa công khai.
Quá trình sinh khóa diễn ra như sau:
B tạo ra một cặp khóa bao gồm khóa công khai và khóa bí mật Tiếp theo, B gửi khóa công khai của mình cho A qua một kênh truyền an toàn, chỉ nhằm mục đích xác thực.
Sau khi nhận được khóa công khai của B, A sử dụng khóa này để mã hóa bản rõ và gửi bản mã cho B qua một kênh truyền, không nhất thiết phải là kênh an toàn.
B nhận được bản mã sẽ dùng khóa bí mật của mình để giải mã và thu được bản rõ.
Hình 1.2 Quá trình truyền tin phân phối khóa công khai
(Nguồn: Slide bài giảng Mật mã học)
Trao đổi khóa với thuật toán Diffie-hellman
Thuật toán Diffie-Hellman là một phương pháp quan trọng trong mật mã học, cho phép hai bên trao đổi khóa bí mật mà không cần chia sẻ trực tiếp qua kênh truyền thông Thuật toán này giúp hai bên tính toán một khóa chung để mã hóa và giải mã thông tin mà không cần truyền khóa bí mật qua mạng, đảm bảo an toàn cho quá trình trao đổi dữ liệu.
Các bước trao đổi khóa Diffie-Hellman thực hiện cụ thể như sau:
A gửi chứng chỉ xác thực CA của mình cho B
B gửi chứng chỉ xác thực CB của mình cho A
Sau khi đã xác thực với nhau, A tạo ra 1 khóa phiên K S và tiến hành 2 bước mã hóa:
Mã hóa K S bằng khóa bí mật K RA của A: E( K S , K RA );
Mã hóa E( K S , K RA ) bằng khóa công khai của B: E(E( K S , K RA ), K UB );
A gửi cho B thông điệp vừa được mã hóa
B nhận được thông điệp sẽ tiến hành 2 bước giải mã:
Dùng khóa bí mật của B để giải mã thông điệp, thu được E( K S , K RA )
Dùng khóa công khai của A để tiếp tục giải mã E( K S , K RA ), thu được khóa phiên K S
A và B đã có thể dùng khóa phiên K S để tiến hành trao đổi thông tin Sau khi kết thúc việc trao đổi thông tin, K S sẽ bị hủy bỏ.
Hình 1.3 Quá trình trao đổi khóa Diffie-Hellman
(Nguồn: Slide bài giảng Mật mã học)
Thuật toán Diffie-Hellman không đảm bảo tính xác thực, dễ bị tấn công man-in-the-middle nếu không có biện pháp bảo vệ bổ sung Để khắc phục vấn đề này, các hệ thống thường áp dụng phương pháp xác thực bổ sung như chứng thực khóa công khai hoặc sử dụng các giao thức bảo mật như SSL/TLS.
THUẬT TOÁN DIFFIE-HELLMAN
Khái niệm thuật toán Diffie-Hellman
2.1.1 Định nghĩa và mục tiêu của thuật toán
Thuật toán Diffie-Hellman, được phát triển bởi Whitfield Diffie và Martin Hellman vào năm 1976, là một phương pháp trao đổi khóa công khai cho phép hai bên không quen biết trao đổi khóa bí mật chung qua kênh truyền không an toàn mà không cần chia sẻ khóa này qua kênh an toàn Khóa bí mật này có thể được sử dụng để mã hóa và giải mã thông tin trong các giao tiếp sau này.
Thuật toán Diffie-Hellman dựa trên lý thuyết về các phép toán số học trong trường hợp mô-đun, đặc biệt là lũy thừa mô-đun, giúp bảo vệ thông tin nhờ vào sự khó khăn trong việc tìm căn bậc m mà không biết các yếu tố bí mật Ý tưởng trao đổi khóa trong Diffie-Hellman có thể được hình dung qua việc Alice và Bob trao đổi màu sơn, tượng trưng cho việc chia sẻ thông tin an toàn.
Alice và Bob bắt đầu bằng cách trộn màu vàng, màu đã biết của cả hai, với màu bí mật riêng của mỗi người Sau đó, họ gửi hỗn hợp màu sắc của mình cho nhau qua một kênh vận chuyển công cộng.
Khi nhận được hỗn hợp của người kia, mỗi người sẽ trộn thêm với màu bí mật của riêng mình và nhận được hỗn hợp cuối cùng.
Hỗn hợp sơn cuối cùng là hoàn toàn giống nhau cho cả hai người và chỉ có riêng hai người biết
Mấu chốt là việc xác định hỗn hợp bí mật chung giữa Alice và Bob là rất khó đối với người ngoài Hỗn hợp này sẽ được sử dụng để mã hóa và giải mã dữ liệu truyền qua kênh công cộng.
Hình 2.1 Mô tả trao đổi khóa của Diffie-Hellman bằng màu sơn
(Nguồn: Slide bài giảng Mật mã học)
Thuật toán này nhằm mục tiêu tạo ra một khóa bí mật chung giữa hai bên mà không cần chia sẻ qua kênh truyền không an toàn Khi hai bên cần trao đổi thông tin an toàn, họ sẽ sử dụng thuật toán để tạo khóa chung mà không truyền khóa qua mạng, đảm bảo rằng kẻ tấn công không thể nghe lén và tính toán khóa bí mật chung nếu không biết các yếu tố bí mật ban đầu của các bên.
Thuật toán Diffie-Hellman đảm bảo bảo mật trong quá trình trao đổi thông tin, ngay cả khi kênh truyền bị nghe lén hoặc tấn công Nó bảo vệ sự an toàn của khóa chung nhờ vào các phép toán số học phức tạp, khiến việc tính ngược lại trở nên khó khăn Điều này có nghĩa là dù kẻ tấn công biết thông tin công khai, họ vẫn không thể tính toán được khóa bí mật chung mà không có thông tin bí mật ban đầu của mỗi bên.
2.1.2 Vai trò của thuật toán trong mã hóa và bảo mật
Thuật toán Diffie-Hellman là một phần thiết yếu trong mã hóa và bảo mật, đặc biệt trong việc bảo vệ dữ liệu và trao đổi khóa Trong lĩnh vực mật mã học, nó chủ yếu được sử dụng để tạo ra các khóa bí mật chung, cho phép hai bên mã hóa và giải mã thông tin mà không cần gửi khóa qua kênh không an toàn.
Một số vai trò của thuật toán Diffie-Hellman trong mã hõa và bảo mật:
Trao đổi khóa an toàn cho phép hai bên chia sẻ khóa bí mật qua kênh không an toàn mà vẫn đảm bảo an toàn thông tin Mặc dù kênh truyền có thể bị nghe lén, thuật toán đảm bảo rằng kẻ tấn công không thể tính toán khóa bí mật chung được sử dụng để mã hóa thông tin Nhờ đó, các giao tiếp bảo mật như HTTPS và VPN có thể diễn ra mà không cần chia sẻ khóa trước qua mạng.
Khóa chung cho mã hóa đối xứng là chìa khóa quan trọng cho các phương thức mã hóa như AES (Advanced Encryption Standard) Sau khi hai bên thiết lập khóa bí mật chung qua phương pháp Diffie-Hellman, họ có thể sử dụng khóa này để mã hóa và giải mã dữ liệu, đảm bảo an toàn cho thông tin truyền tải mà không cần hệ thống khóa công khai.
Diffie-Hellman là một thuật toán quan trọng trong việc bảo vệ dữ liệu, được áp dụng rộng rãi trong các giao thức bảo mật như SSL/TLS Thuật toán này đảm bảo rằng trong quá trình trao đổi dữ liệu giữa trình duyệt và máy chủ qua HTTPS, kết nối được thiết lập một cách an toàn Nhờ đó, thông tin cá nhân và dữ liệu nhạy cảm của người dùng được bảo vệ, tránh bị lộ trong suốt quá trình truyền tải.
Để đảm bảo tính toàn vẹn và không bị thay đổi thông tin, việc bảo vệ dữ liệu trong quá trình giao tiếp là rất quan trọng Khi hai bên chia sẻ khóa bí mật chung, họ có thể tạo ra các mã xác thực (MACs) từ khóa này, giúp đảm bảo rằng dữ liệu không bị thay đổi hoặc sửa đổi trong suốt quá trình truyền tải.
Thuật toán Diffie-Hellman nổi bật với khả năng mở rộng và tính tương thích, cho phép áp dụng trong nhiều mô hình bảo mật như mạng riêng ảo (VPN), hệ thống chứng thực và thanh toán điện tử Việc tạo ra khóa bí mật chung từ thông tin công khai khiến thuật toán này trở thành nền tảng cho nhiều phương thức bảo mật hiện đại, đồng thời có thể mở rộng cho các ứng dụng bảo mật phức tạp.
Diffie-Hellman là một phương pháp bảo mật mạnh mẽ cho phép các bên tạo ra khóa bí mật mà không cần chia sẻ trực tiếp qua kênh không an toàn Điều này rất quan trọng trong việc bảo vệ giao tiếp trực tuyến, đặc biệt khi kênh truyền tải có thể bị kiểm soát hoặc theo dõi bởi kẻ tấn công Nhờ vào khả năng này, Diffie-Hellman giúp nâng cao tính bảo mật và an toàn cho thông tin truyền tải trên internet.
Thuật toán Diffie-Hellman là một yếu tố quan trọng trong mật mã học, giúp thiết lập các kênh trao đổi khóa an toàn mà không cần chia sẻ khóa trước Điều này hỗ trợ mã hóa dữ liệu, bảo vệ tính toàn vẹn thông tin và đảm bảo an ninh trong giao tiếp trực tuyến Nhờ vào khả năng này, Diffie-Hellman trở thành nền tảng thiết yếu cho các giao thức bảo mật hiện đại như SSL/TLS và các phương thức mã hóa đối xứng.
Quá trình phát triển
2.2.1 Whitfield Diffie và Martin Hellman
Thuật toán Diffie-Hellman, được phát triển vào năm 1976 bởi Whitfield Diffie và Martin Hellman, đã cách mạng hóa việc trao đổi khóa an toàn mà không cần gửi trực tiếp khóa bí mật qua các kênh truyền thông không an toàn Phát minh này đã mở ra hướng đi mới trong mật mã học, góp phần quan trọng vào sự phát triển của các hệ thống bảo mật hiện đại.
Diffie và Hellman đã phát minh ra phương pháp mã hóa khóa công khai, cho phép các bên trao đổi khóa mà không cần chia sẻ thông tin mật trong quá trình giao tiếp Điều này đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực bảo mật thông tin.
2.2.2 Sự ra đời và ứng dụng và ban đầu của thuật toán
Trước khi thuật toán Diffie-Hellman ra đời, việc trao đổi khóa bí mật giữa hai bên yêu cầu một kênh truyền thông an toàn để tránh bị nghe lén, gây khó khăn trong việc bảo mật thông tin trên mạng công cộng Tuy nhiên, Diffie và Hellman đã phát triển một phương pháp mới, cho phép hai bên trao đổi khóa bí mật một cách an toàn qua kênh không an toàn Ngay sau khi được giới thiệu, thuật toán này đã được các nhà nghiên cứu và tổ chức bảo mật áp dụng vào các hệ thống truyền thông, trở thành một phương thức quan trọng cho việc trao đổi khóa bảo mật trong các giao thức mã hóa sau này.
Thuật toán Diffie-Hellman cho phép thiết lập khóa bí mật chung qua kênh không an toàn mà không cần truyền tải trực tiếp khóa, từ đó nâng cao bảo mật cho các giao tiếp trên internet Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng bảo vệ thông tin và giao dịch trực tuyến.
Cách thức hoạt động của thuật toán
2.3.1 Chuẩn bị tham số ban đầu Để bắt đầu quá trình trao đổi khóa, hai bên cần thống nhất các tham số ban đầu, bao gồm một số nguyên p (một số nguyên tố lớn) và một số nguyên g (gọi là cơ sở) Các tham số này được công khai và có thể được sử dụng bởi tất cả các bên tham gia vào hệ thống. Điều quan trọng là số p phải đủ lớn để đảm bảo rằng các phép toán tính toán trên đó không thể bị giải mã dễ dàng bởi những kẻ tấn công, bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công dò tìm khóa.
Các giá trị này có thể được công bố công khai, cho phép bất kỳ ai truy cập thông tin Tuy nhiên, việc tính toán ngược từ kết quả của các phép toán để tìm ra giá trị riêng là một nhiệm vụ khó khăn đối với kẻ tấn công, điều này góp phần đảm bảo an toàn cho thuật toán.
2.3.2 Quá trình trao đổi khóa
Mỗi bên sẽ chọn một khóa riêng bí mật Đây là một số ngẫu nhiên mà chỉ bên đó biết Cụ thể:
Alice chọn một số nguyên ngẫu nhiên aaa làm khóa riêng của mình.
Bob chọn một số nguyên ngẫu nhiên bbb làm khóa riêng của mình.
Sau khi đã có khóa riêng, mỗi bên tính toán một giá trị công khai mà sẽ được trao đổi qua kênh không an toàn:
Alice tính giá trị A = g^a mod p
Bob tính giá trị B = g^b mod p
Các giá trị này được truyền qua kênh không an toàn, nhưng do chúng là kết quả của các phép toán lũy thừa mô-đun, kẻ tấn công không thể tính toán khóa bí mật của Alice hoặc Bob chỉ dựa vào các giá trị công khai này.
Bob gửi giá trị B cho Alice.
Mặc dù kẻ tấn công có khả năng nghe lén các giá trị A và B, nhưng họ không thể tính toán khóa chung mà không có khóa riêng của Alice hoặc Bob.
Sau khi nhận giá trị công khai từ đối phương, mỗi bên sẽ tiến hành tính toán khóa bí mật chung dựa trên giá trị đã nhận và khóa riêng của mình.
Alice tính toán khóa chung bằng công thức K = B^a mod p
Bob tính toán khóa chung bằng công thức K = A^b mod p
Do tính chất của phép toán lũy thừa mô-đun, cả Alice và Bob đều sẽ có cùng một khóa chung K, vì:
B^a mod p = (g^b mod p)^a mod p = g^ab mod p
A^b mod p = (g^a mod p)^b mod p = g^ab mod p
Alice và Bob đã tính toán ra một khóa bí mật chung có giá trị K, cho phép họ mã hóa và giải mã thông tin trong các giao tiếp sau này Dù giá trị A và B được trao đổi công khai qua kênh không an toàn, kẻ tấn công không thể xác định khóa chung mà không có khóa riêng của Alice hoặc Bob.
Mặc dù kẻ tấn công có thể biết các giá trị p, g, A và B, nhưng do tính chất khó đảo ngược của phép toán lũy thừa mô-đun, họ không thể tính toán được khóa riêng hoặc khóa chung mà Alice và Bob đã thiết lập.
Ưu điểm và nhược điểm của thuật toán Diffie-Hellman
Ưu điểm thuật toán Diffie-Hellman:
Bảo mật trên kênh không an toàn: ưu điểm lớn nhất của thuật toán Diffie-
Hellman cho phép thiết lập khóa bí mật chung giữa hai bên mà không cần trao đổi khóa qua kênh bảo mật Điều này tạo điều kiện cho việc trao đổi dữ liệu an toàn qua các kênh không an toàn như Internet, từ đó giảm thiểu rủi ro khi truyền tải thông tin nhạy cảm.
Thuật toán Diffie-Hellman cho phép thiết lập kết nối bảo mật mà không cần chia sẻ khóa bí mật trước, khác biệt so với các phương pháp mã hóa cổ điển yêu cầu một kênh bảo mật để trao đổi khóa Điều này giúp giảm thiểu lo ngại về việc lộ thông tin khóa trong quá trình giao tiếp.
Thuật toán cho phép mở rộng dễ dàng cho nhiều người tham gia trong các giao thức bảo mật nhóm Các bên trong nhóm có khả năng thiết lập một khóa chung mà không cần phải chia sẻ khóa với từng đối tác riêng lẻ, giúp tăng cường tính bảo mật và hiệu quả trong giao tiếp.
Việc giải mã mà không có khóa riêng là rất khó khăn, bởi vì thuật toán sử dụng các phép toán lũy thừa mô-đun Do đó, việc tính toán khóa chung từ các giá trị công khai trở nên phức tạp đối với kẻ tấn công nếu không sở hữu khóa riêng của mỗi bên Điều này đảm bảo an toàn và bảo mật trong quá trình trao đổi khóa.
Diffie-Hellman là một yếu tố quan trọng trong nhiều giao thức bảo mật hiện đại, bao gồm SSL/TLS cho bảo mật website, VPN cho mạng riêng ảo, và các hệ thống mã hóa đối xứng.
Nhược điểm thuật toán Diffie-Hellman:
Một trong những nhược điểm lớn của thuật toán tham gia là không bảo vệ tính toàn vẹn và xác thực, điều này tạo điều kiện cho các cuộc tấn công man-in-the-middle (MITM) Trong những cuộc tấn công này, kẻ tấn công có thể giả mạo một trong các bên tham gia và thay đổi thông tin trao đổi mà không bị phát hiện.
Tấn công qua yếu tố tính toán yếu có thể xảy ra nếu số nguyên tố p hoặc cơ sở g không được chọn cẩn thận Kẻ tấn công có khả năng sử dụng tấn công logarit rời rạc để tính toán khóa riêng từ các giá trị công khai, đặc biệt khi số nguyên tố p quá nhỏ hoặc yếu.
Việc tính toán phức tạp với thuật toán sử dụng phép toán lũy thừa mô-đun có thể trở nên tốn kém về tài nguyên khi kích thước của số nguyên tố p quá lớn Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất hệ thống, đặc biệt trong các môi trường có hạn chế về tài nguyên.
Để đảm bảo an toàn tối ưu, thuật toán Diffie-Hellman yêu cầu sử dụng các số nguyên tố lớn, khoảng 2048 bit hoặc lớn hơn Điều này dẫn đến việc tăng chi phí tính toán và băng thông khi trao đổi các giá trị lớn Sử dụng khóa ngắn hoặc yếu có thể làm cho hệ thống trở nên dễ bị tấn công.
Mặc dù thuật toán Diffie-Hellman tạo ra khóa chung an toàn trong điều kiện lý tưởng, nhưng nó không đảm bảo tính bảo mật hoàn toàn trong thực tế Nếu quá trình trao đổi bị xâm nhập, dữ liệu có thể bị tấn công mà không được bảo vệ Do đó, cần kết hợp Diffie-Hellman với các phương thức bảo mật khác để đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật cho các giao thức phức tạp.
TRANG WEB MINH HỌA THUẬT TOÁN
Lên ý tưởng và lập kế hoạch
Đề ra mục tiêu chính của website: minh họa thuật toán Diffie-Hellman cung cấp giao diện người dùng dễ hiểu và hỗ trợ thực hành bảo mật.
Thu thập yêu cầu chức năng như giao tiếp giữa hai người và tính toán khóa chung, cùng với yêu cầu phi chức năng như giao diện thân thiện và khả năng hoạt động mượt mà trên mọi trình duyệt.
Sử dụng VisualCode để tạo môi trường để soạn thảo các ngôn ngữ lập trình
Sử dụng ngôn ngữ lập trình: html,vcss, JAMstack để hoàn thiện trang web
Thiết lập VPS, cài đặt môi trường XAMPP (PHP, MySQL).
Đẩy mã nguồn lên máy chủ.
Cấu hình cơ sở dữ liệu và kết nối back-end.
Cài đặt chứng chỉ SSL/TLS để bảo mật thông tin.
3.2 Thiết kế giao diện người dùng (UI)
Tạo cấu trúc cơ bản của các phần: Màn hình chào, giao diện nhóm tác giả, giao diện tính toán.
Tối ưu mã HTML để dễ bảo trì và mở rộng.
Sử dụng CSS để định hình phong cách website, màu sắc hài hòa, tạo các hiệu ứng như:
Khung chat giữa hai người rõ ràng, dễ đọc.
Đảm bảo giao diện responsive, phù hợp với mọi kích thước màn hình.
Sử dụng JavaScript để xử lý tương tác như:
Kiểm tra và gửi các giá trị của thuật toán.
Tính toán khóa công khai và khóa chung.
Hiển thị log quá trình.
Quản lý logic xử lý dữ liệu (Messenger, gửi khóa).
Lưu trữ log và tạo API hỗ trợ giao tiếp giữa người dùng.
API nội bộ để gửi và nhận thông tin giữa các phần của hệ thống.
Triển khai các hàm tính toán (cal(), sendKey()) để giao tiếp giữa hai bên.
Các thành phần trong web:
Bài viết mô tả giao diện người dùng cho việc thiết lập và tính toán khoá chung, bao gồm các trường nhập khoá riêng (a), khoá công khai, nút gửi khoá cho bên đối phương, trường khoá nhận từ đối phương và khoá chung Người dùng có thể chọn hai cặp số p và g từ danh sách có sẵn, với hai trường để nhập p và g cùng hai nút kiểm tra Giao diện cũng hiển thị các bước thực hiện tính toán khoá chung, bao gồm việc chọn khoá riêng (a, b), số nguyên tố và cơ số nguyên thuỷ, cùng với các khoá sau khi tính toán Ngoài ra, có hai nút để kiểm tra khoá chung và một nút để reset tất cả dữ liệu trong các trường.
Cụ thể, người dùng sẽ nhập các giá trị vào ô input, và thông qua hàm calculate(), các phép toán sau sẽ được thực hiện:
Khóa công khai của Phúc (Alice) được xác định bằng công thức A = g^a mod p, trong khi khóa công khai của Hưng (Bob) được tính bằng B = g^b mod p.
Sau khi hoàn tất quá trình tính toán khóa công khai, các khóa này được trao đổi giữa Phúc và Hưng thông qua giao diện, hiển thị rõ ràng trong các ô input tương ứng.
Cuối cùng, khóa chung được tính toán bằng công thức:
Hàm calculateSharedKey() thực hiện việc tính toán khóa chung dựa trên các giá trị khóa công khai đã nhận, sử dụng phép toán mod để đảm bảo tính chính xác và an toàn của kết quả.
Hàm isPrime(), kiểm tra xem số p do người dùng nhập vào có phải là số nguyên tố hay không.
Hàm isPrimitiveRoot() dùng để kiểm tra xem cơ số nguyên thuỷ do người dùng nhập vào có hợp lệ hay là không.
Hàm calculate(): Kiểm tra số p và g hợp lệ hay không Nếu có tiến tới tính toán khoá công khai theo công thức A= g^a mod 23, b tương tự.
Hàm Sendkey(), sẽ thực hiện quá trình trao đổi 2 khoá công khai giữa 2 bên.Sau đó sẽ tính toán bằng hàm CalculateSharedKey().
Hàm alculateSharedKey(), sẽ nhận hai khoá công khai về tính theo công thức sau: S = A^b mod p = B^a mod p
Hàm checkShareKeys(), sẽ thực hiện quy trình so sánh 2 khoá chung với nhau
Hàm ResetForm(), dùng để reset tất cả dữ liệu các trường bằng cách đặt giá trị trống cho các trường
Hàm selectPresetPair(), dùng để chọn 2 giá trị p và g với nhau Nếu cặp p và g hợp lệ sẽ xuất hiện hộp thoại báo hợp lệ.
Hàm validdateInput() dùng để kiểm tra giá trị của từng giá trị của p và g.
Thuật toán Diffie-Hellman là một giao thức mật mã quan trọng, cho phép hai bên thiết lập khóa chung bảo mật mà không cần trao đổi qua kênh không an toàn Đây là nền tảng cho nhiều hệ thống bảo mật hiện đại như SSL/TLS và IPSec Bài viết này minh họa cách thức hoạt động của thuật toán qua một ứng dụng web, giúp người học hiểu rõ hơn về quá trình trao đổi khóa và bảo mật thông tin.
Sự kết hợp giữa JAMstack và Diffie-Hellman tạo ra giải pháp phát triển ứng dụng web hiệu quả và bảo mật Đây là xu hướng quan trọng trong hệ thống web hiện đại, đáp ứng nhu cầu về tốc độ, bảo mật và khả năng mở rộng trong môi trường trực tuyến.