Các phương pháp phân loại chữ ký số

Các phương pháp phân loại chữ ký số Trong môi trường mạng, giải thuật mật mã khoá công khai không chỉ dùng vào việc bảo vệ tính bí mật của thông điệp, mà còn phương tiện để bảo vệ tính xác thực và tính toàn vẹn của thông điệp, ngăn chặn sự giả mạo, sự thay đổi.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ &&& Đề tài: “Các phương pháp phân loại chữ ký số” Giảng viên: PGS.TS Trịnh Nhật Tiến Học viên thực hiện: Ngô Duy Kiên Mã HV: 13025031 Điện thoại: 0936411890 Email: duykienngo@gmail.com Hà Nội, 05/2014 Trình bày Phân loại các Phương pháp Ký số (Digital Signature) 1. Một số vấn đề về chữ ký số Trong môi trường mạng, giải thuật mật mã khoá công khai không chỉ dùng vào việc bảo vệ tính bí mật của thông điệp, mà còn phương tiện để bảo vệ tính xác thực và tính toàn vẹn của thông điệp, ngăn chặn sự giả mạo, sự thay đổi. Chữ kí điện tử (hay còn gọi là chữ kí số) là phương pháp kí một bức thông điệp lưu dưới dạng điện tử, có thể truyền trên mạng máy tính. Chữ kí số dựa trên mật mã khoá công khai, với: khoá được dùng để kí số, khoá công khai được dùng để xác thực. Ta sẽ so sánh giữa chữ kí thường( kí trên giấy, bằng bút) với chữ ký điện tử( mã hoá từng bít của thông điệp). Chữ ký thông thường Chữ ký số * Vấn đề ký một tài liệu: Chữ ký chỉ là một phần vật lý của tài liệu * Vấn đề về kiểm tra: Chữ ký được kiểm tra bằng cách so sánh nó với chữ ký xác thực khác. Tuy nhiên, đây * Vấn đề ký một tài liệu: Chữ ký số không gắn kiểu vật lý vào bức thông điệp nên thuật toán được dùng phải “ không nhìn thấy” theo một cách nào đó trên bức thông điệp. * Vấn đề về kiểm tra Chữ ký số có thể kiểm tra nhờ dùng một thuật toán kiểm tra công khai. Như vậy, bất không phải là một phương pháp an toàn vì nó dễ bị giả mạo kì ai cũng có thể kiểm tra được chữ ký số. Việc dùng chữ ký số an toàn có thể chặn được giả mạo Còn một điểm khác biệt cơ bản nữa giữa chữ ký thông thường và chữ ký số: việc dùng lại. Bản copy thông điệp được ký bằng chữ ký số thì đồng nhất với bản gốc, còn bản Bản copy thông điệp được ký bằng chữ ký thông thường lại có thể khác với bản gốc. Điều này có nghĩa là cần phải ngăn chặn một bức thông điệp ký số không bị dùng lại. Ví dụ: A ký một bức thông điệp số xác nhận B rút 1000$ trong tài khoản của A, A chỉ muốn B làm điều đó 1 lần, do đó bản thân bức điện cần chứa thông tin( Ví dụ ngày tháng) để ngăn nó khỏi bị dùng lại. Đối với các hoạt động trên môi trường mạng ngày càng phát triển như hiện nay, chữ ký điện tử là một hình thức để bảo đảm tính pháp lý của các cam kết. Nó phải đáp ứng được các yêu cầu:  Người nhận có thể xác thực được đặc điểm nhận dạng của người gửi.  Người gửi sau này không thể chối bỏ nội dung của bản tin đã gửi.  Người gửi không thể bịa đặt thay đổi bản tin sau khi đã gửi  2 . Giới thiệu “chữ ký số” Để chứng thực nguồn gốc hay hiệu lực của một tài liệu ( ví dụ: đơn xin nhập học, giấy báo nhập học,…) lâu nay người ta dùng chữ ký “tay”, ghi vào phía dưới của mỗi tài liệu. Như vậy người ký phải trực tiếp “ký tay” vào tài liệu. Ngày nay các tài liệu được số hóa, người ta cũng có nhu cầu chứng thực nguồn gốc tài liệu. Rõ ràng không thể “ký tay” vào tài liệu vì chúng không được in ấn trên giấy. Tài liệu “số” là một xâu các bit (0 hay 1), xâu bít có thể rất dài, “Chữ ký” để chứng thực một xâu bít tài liệu cũng không thể là một xâu bit nhỏ đặt phía dưới xâu bit tài liệu. Một “Chữ ký” như vậy chắc chắn sẽ bị kẻ gian sao chép để đặt dưới một tài liệu khác một cách bất hợp pháp. Những năm 80 của thế kỷ 20, các nhà khoa học đã phát minh ra “chữ ký số” để chứng thực một “tài liệu số” . Đó chính là bản mã của xâu bit tài liệu. Người ta tạo ra “chữ ký số” trên “tài liệu số” giống như tạo ra “bản mã” của tài liệu với “khóa lập mã”. Như vậy “ký số” trên “tài liệu số” là “ký” trên từng bit tài liệu. Kẻ gian khó có thể giả mạo “chữ ký số” nếu nó không biết “khóa lập mã”. Để kiểm tra một “chữ ký số” thuộc về một “tài liệu số”, người ta giải mã “chữ ký số” bằng “khóa giải mã”, và so sánh với tài liệu gốc. Ngoài ý nghĩa để chứng thực nguồn gốc hay hiêu lực của các tài liệu số hóa, Mặt mạnh của “Chữ ký số” hơn “Chữ ký tay” là ở chỗ người ta có thể “ký” vào tài liệu từ rất xa trên mạng công khai. Hơn thế nữa, có thể “ký” bằng các thiết bị cầm tay như Điện thoại di động, laptop, tại khắp mọi nơi miễn là kết nối được vào mạng. Đỡ tốn thời gian, công sức, chi phí…“Ký số” thực hiện trên từng bit tài liệu, nên độ dài của “chữ ký số” ít nhất cũng bằng độ dài của tài liệu. Do đó thay vì ký trên tài liệu dài, người ta thường dùng “hàm băm” để tạo “đại diện” cho tài liệu, sau đó mới “ký số” lên “đại diện” này. 3. Sơ đồ chữ ký số Một sơ đồ chữ ký số thường chứa hai thành phần cơ bản: thuật toán ký và thuật toán xác minh. Ngoài ra còn có thể có thêm một phần nhãn thời gian để tránh việc dùng lại. Dưới đây là định nghĩa hình thức của chữ ký số: Một sơ đồ chữ ký số là một bộ năm (P,A,K,S,V) thoả mãn các điều kiện sau: 1. P là tập hữu hạn các bức thông điệp. 2. A là tập hữu hạn các chữ ký số. 3. K là tập hữu hạn các khoá. 4. Với mỗi k ∈ K tồn tại một thuật toán ký Sig k ∈ S và một thuật toán xác minh Ver k ∈ V. Mỗi Sig k : P → A và Ver k P×A → {true,false} là những hàm sao cho mỗi bức thông điệp x ∈ P và mỗi chữ ký số y ∈ A thoả mãn phương trình dưới đây: Ver(x,y) = if y = Sig(x) False if y Sig(x) True ≠ Với mỗi k ∈ K, hàm Sig k và Ver k là các hàm thời gian đa thức. Ver k là hàm công khai, còn Sig k là hàm bí mật. Ta xét tóm tắt cách sử dụng chữ ký số để xác thực như sau: Giả sử A tính toán chữ ký của mình y = ( ) A k Sig x , sau đó gửi (x,y) cho B. Khi B nhận được (x,y), B dùng hàm xác minh công khai của A để kiểm tra xem A k er ( , )V x y có bằng True hay không. 4. Một số sơ đồ chữ ký số. 4.1 Sơ đồ chữ ký số RSA Cho n= pq, p và q là các số nguyên tố. Đặt P =A=Z n K = {(n,p,q,a,b)/ n=p*q, p và q là các số nguyên tố, a*b ≡ 1(mod( Φ (n)) } Các giá trị n và b là công khai, và các giá trị a, p, q là bí mật. Với mỗi K = {n, p, q, a, b} và x ∈P ta định nghĩa: y = sig k (x)=x a mod n , y ∈ A. ver k (x,y)= đúng ⇔ x ≡ y b mod n Ví dụ: Chọn p = 101, q = 113, tính n = 11413, Φ (n) = 11200 Chọn a = 123. tính b = 123 -1 (mod 11200) = 3187 Văn bản m = 1234 Chữ kí y = 1234 123 mod 11413 = 6541 Kiểm tra chữ kí: 1234 = 6541 3187 (mod 11413) đúng. 4.2 Sơ đồ chữ kí số ElGamal Giả sử p là số nguyên tố sao cho bài toán log rời rạc trong Z p là khó. Giả sử α là phần tử nguyên thủy của Z* p . Đặt P = Z* p , A= Z* p x Z* p-1 và K = {(p, α ,a, β ): a ∈ Z* p , mod a p β α = } Với mỗi K = (p, α ,a, β ), k’ = a bí mật, k’’ = (p, α , β ) công khai Chọn ngẫu nhiên * 1p r Z − ∈ và giữ bí mật, lập chữ kí trên ( ) 0x P x∈ ≠ sau: ' ( , ) ( , ), k y Sig x r y A γ δ = = ∈ Trong đó * 1 , p p Z Z γ δ − ∈ ∈ và được tính như sau: * 1 1 mod ( * )* mod( 1) r p p p Z x a r p Z γ α γ δ γ δ − −  = ∈   = − − ∈   Thuật toán kiểm tra chữ kí được định nghĩa bởi: '' k er ( , , ) * mod x v x true p γ δ γ δ β γ α = ⇔ ≡ Ví dụ: Chọn p = 463, 2 α = là phần tử nguyên thủy của Zp. Chọn a = 211 (bí mật). Tính 211 2 mod463 249 β = = (công khai) Chọn ngẫu nhiên 1 235 p r Z − = ∈ Kí trên x = 112 ( , ) ( , )x Sig x r γ δ → = trong đó 235 1 2 mod463 16 (112 211*16)249 mod462 108 γ δ  = =  = − =  Kiểm tra chữ kí trên x=112 16 108 112 h * mod 249 16 mod463 132 er( , ): mod 2 mod 463 132 x p v g p γ δ γ γ δ  = =  = =  Vì 132=132 nên chữ kí là đúng. 4.3 Sơ đồ chữ kí số DSS Giả sử p là số nguyên tố 512bit sao cho bài toán log rời rạc trong Z p là khó, cho q là số nguyên tố 160bit là ước của p-1 Giả sử α là căn bậc q của 1 modulo Z* p . Đặt P = Z* p , A= Z* q x Z* q và K = {(p,q, α ,a, β ): a ∈ Z* p , mod a p β α = } Các số p,q, α và β công khai, còn a bí mật Với K = (p,q, α ,a, β ) và một số ngẫu nhiên bí mật s, 1 1s q≤ ≤ − , ta định nghĩa ( , ) ( , ) k Sig x s γ δ = Trong đó 1 ( mod )mod ( * )* mod s p q x a s q γ α δ γ −  =  = +  Với * p x Z ∈ và , q Z γ δ ∈ quá trình kiểm tra chữ kí như sau: 1 1 1 2 mod mod e x q e q δ γδ − −  =  =  1 2 '' k er ( , , ) ( * mod )mod e e v x true p q γ δ α β γ = ⇔ ≡ 5. Phân loại chữ ký số Có nhiều loại chữ ký tùy theo cách phân loại, sau đây xin giới thiệu một số cách: 5.1 Phân loại chữ ký theo đặc trưng kiểm tra chữ ký 5.1.1 Chữ ký có thể khôi phục thông điệp gốc: Là loại chữ ký, trong đó người gửi chỉ cần gửi “chữ ký”, người nhận có thể khôi phục lại được thông điệp, đã được “ký” bởi “chữ ký” này. Ví dụ: chữ ký RSA là chữ ký khôi phục thông điệp. 5.1.2 Chữ ký không thể khôi phục thông điệp gốc: Là loại chữ ký, trong đó người gửi chỉ cần gửi “chữ ký”, phải gửi kèm cả thông điệp đã được “ký” bởi “chữ ký” này. Ngược lại, người nhận sẽ không có được thông điệp gốc. Ví dụ: Chữ ý Elgamal là chữ ký đi kèm thông điệp. 5. 2 Phân loại chữ ký theo mức an toàn 5.2.1 Chữ ký “không thể phủ nhận “: Nhằm tránh việc nhân bản chữ ký để sử dụng nhiều lần, tốt nhất là người gửi tham gia trực tiếp vào việc kiểm thử chữ ký. Điều đó được thực hiện bằng một giao thức kiểm thử, dưới dạng một giao thức mời hỏi và trả lời. Ví dụ: chữ ký không phủ định ( Chaum-van Antverpen). 5.2.2. Chữ ký “một lần” Để đảm bảo an toàn, “khóa ký” chỉ dùng 1 lần (one-time) trên 1 tài liệu. Ví dụ: Chữ ký một lần Lamport. Chữ ký Fail-Stop (Van Heyst & Pedersen) 5.3 Phân loại chữ ký theo ứng dụng đặc trưng - Chữ ký mù (Blind Signature) - Chữ ký nhóm (Group Signature) - Chữ ký bội (Multy Signature) - Chữ ký mù nhóm (Blind Group Signature) - Chữ ký mù bội (Blind Multy Signature) [...]... tạo sự đồng lòng giữa các tổ chức tham gia (Ngành chỉnh hình, Đại học Makerere; Bộ y tế Uganda; và các tổ chức phi chính phủ quan tâm đến dự án) Họ xem xét kết quả của phương pháp Ponseti tại các bệnh viện thí điểm (Hình A cho thấy trẻ có bàn chân khoèo được chỉnh sửa bằng phương pháp Ponseti bởi các chuyên viên chỉnh hình người Uganda) Sau đó nó được chứng nhận như là phương pháp thích hợp cho hệ... phải đối mặt với đời sống tật nguyền Bác sĩ Ponseti đã phát triển một phương pháp điều trị hiệu quả, đơn giản, ít xâm hại do phẫu thuật, không tốn kém và phù hợp cho mọi quốc gia và mọi nền văn hóa một cách lý tưởng Những nghiên cứu lâu dài trong 35 năm cho thấy các bàn chân được điều trị bởi phương pháp Ponseti đều gập duỗi được và không đau đớn Những kết quả này tốt hơn hàng loạt các kết quả đã báo... được điều trị bằng các phương pháp khác Phương pháp Ponseti điều trị bàn chân khoèo được trình bày chi tiết trong sách này Global-HELP (HELP) là một tổ chức nhân đạo, phi lợi nhuận, phi chính trị, xuất bản những ấn phẩm giá hạ để cải thiện chất lượng chăm sóc sức khoẻ tại các quốc gia đang thời kỳ quá độ và đang phát triển HELP sử dụng kỹ thuật vi tính văn phòng, hình ảnh kỹ thuật số và phương tiện truyền... hiểu phương pháp Ponseti Nó giúp nhìn thấy phương pháp điều trị của Ponseti như một lối sống đòi hỏi phải có một lối ứng xử nhất định Hãy tận dụng thời gian mặt đối mặt trong giai đoạn thay bột hàng tuần để nói chuyện với các cha mẹ và nhấn mạnh tầm quan trọng của việc mang nẹp Giải thích với họ rằng chương trình điều trị của Ponseti gồm 2 giai đoạn: giai đoạn đầu là bó bột, bác sỹ làm tất cả các công... Michiel Steenbeek và các trợ giảng của Trường Chuyên Viên Chỉnh Hình tại Uganda [B], lập nên Dự Án Bàn Chân Khoèo Uganda Đây là chương trình "đào tạo huấn luyện viên" để hướng dẫn nhân viên y tế địa phương (chuyên viên chỉnh hình) về phương pháp điều trị của Ponseti Dự án Bàn Chân Khoèo Uganda cố gắng xác định tính khả thi của phương pháp Ponseti đối với vấn đề bàn chân khoèo tại các nước đang phát triển,... Các loại nẹp Nhiều loại nẹp được làm sẵn để bán Có loại thanh được gắn vào đế giày cố định, hoặc có thể tháo ra, có loại thanh có thể điều chỉnh chiều dài Hầu hết giá khoảng 100 đô la Mỹ Ở Uganda, Steenbeek đã thiết kế một loại nẹp với giá khoảng 12 đô la Mỹ (xem trang 24) Cha mẹ nên được cho chỉ định mua nẹp lúc phẫu thuật gân gót để họ có thời gian chuẩn bị trong vòng 3 tuần Ở Mỹ thường sử dụng loại. .. tại địa phương [C] Bằng các mô hình, dự án bàn chân khoèo Uganda huấn luyện chuyên gia chăm sóc sức khoẻ y tế cấp huyện hiện hành (chuyên viên bệnh viện chỉnh hình tại Uganda) cách thực hiện phương pháp Ponseti Công việc này đã cung cấp đội ngũ chuyên viên thích hợp cho các bệnh viện điều trị bàn chân khoèo này [D] Kết quả Dự án bàn chân khoèo Uganda 110 chuyên viên chăm sóc y tế của 32 trong số 53 huyện... Uganda 110 chuyên viên chăm sóc y tế của 32 trong số 53 huyện 6 khoa giảng dạy tại địa phương Cho thấy hiệu quả: Dữ liệu thí điểm cho thấy tính hiệu quả của phương pháp Ponseti tại Uganda là trong tầm tay các chuyên viên chỉnh hình Kết quả phương pháp Ponseti Bệnh viện bàn chân khoèo Mulago (được điều hành chủ yếu bởi các chuyên viên chỉnh hình): 236 bàn chân khoèo trong 155 bệnh nhân đến khám từ tháng... 1997, Internet đã cung cấp các cách để các cha mẹ chia sẻ kinh nghiệm, lời khuyên, và khuyến khích lẫn nhau Ít nhất 20 nhóm hỗ trợ chân khoèo trên Internet đã được thành lập trên toàn cầu và thêm nhiều nhóm khác nữa đang được thiết lập mỗi năm Nhiều nhóm trong số này là mạng quốc tế, khu vực, hoặc ngôn ngữ đặc thù Có thể tìm thấy những người đã sử dụng phương pháp Ponseti trên các trang web được liệt... mang nẹp sau đó, sự tái biến dạng sẽ trở lại với 80 % các trường hợp Điều này trái ngược với tỷ lệ tái phát chỉ 6 % đối với các gia đình tuân thủ phác đồ điều trị (Morcuende và cộng sự) Các phương án khác với nẹp dang bàn chân Một vài nhà phẫu thuật đã cố gắng cải thiện cách điều trị Ponseti bằng việc thay đổi phác đồ mang nẹp hoặc sử dụng các loại nẹp khác Họ nghĩ rằng trẻ sẽ thoải mái hơn khi không . chữ ký tùy theo cách phân loại, sau đây xin giới thiệu một số cách: 5.1 Phân loại chữ ký theo đặc trưng kiểm tra chữ ký 5.1.1 Chữ ký có thể khôi phục thông điệp gốc: Là loại chữ ký, trong đó người. thức của chữ ký số: Một sơ đồ chữ ký số là một bộ năm (P,A,K,S,V) thoả mãn các điều kiện sau: 1. P là tập hữu hạn các bức thông điệp. 2. A là tập hữu hạn các chữ ký số. 3. K là tập hữu hạn các khoá. 4 thông điệp). Chữ ký thông thường Chữ ký số * Vấn đề ký một tài liệu: Chữ ký chỉ là một phần vật lý của tài liệu * Vấn đề về kiểm tra: Chữ ký được kiểm tra bằng cách so sánh nó với chữ ký xác thực