Các thuật toán mã hóa dữ liệu đối xứng

Giới thiệu về mật mã họcCác khái niệm cơ bản thuật toán giải mã sử dụng để mã hóa và giải 9 duyn@uit.edu.vn...  Sự phát triển của mật mã học đi liền với sự phát triển của phá mã thám mã

Trang 1

CHƯƠNG 03

CÁC GIẢI THUẬT MÃ HÓA DỮ LIỆU

ĐỐI XỨNG

ThS.Nguyễn Duy duyn@uit.edu.vn 9/28/2014

Trang 2

Nội Dung

2

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 3

Nội Dung

3 duyn@uit.edu.vn

Trang 4

Giới thiệu về mật mã học

Giới thiệu

tận ngày nay

hiện nhiều qua môi trường mạng đòi hỏi dữ liệuphải được bảo mật tốt => phải được mã hoá

4

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 5

Giới thiệu - tt

thức xáo trộn hay biến thông tin từ dạng có thểđọc được sang dạng không thể đọc được

Trang 7

Mô hình hệ thống mật mã đối xứng

Trang 8

Asymmetric, two-key, or public-key encryption

The way in which the plaintext is processed

Block cipher

Stream cipher

Trang 9

Các khái niệm cơ bản

thuật toán giải mã sử dụng để mã hóa và giải

Trang 10

Nội Dung

10

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 11

Lịch sử của mật mã học

 Mật mã học là ngành có lịch sử hàng ngàn năm.

 Mật mã học cổ điển với bút và giấy.

 Mật mã học hiện đại với điện cơ, điện tử, máy tính.

 Sự phát triển của mật mã học đi liền với sự phát triển của phá mã (thám mã):

 Phát hiện ra bức điện Zimmermann khiến Hoa Kỳ tham gia Thế chiến I

 Việc phá mã thành công hệ thống mật mã của Đức Quốc xã góp phần đẩy nhanh thời điểm kết thúc thế chiến II.

 Hai sự kiện khiến cho mật mã học ứng dụng rộng rãi:

 Sự xuất hiện của tiêu chuẩn mật mã hóa DES.

 Sự ra đời của các kỹ thuật mật mã hóa khóa công khai.

Trang 12

Nội Dung

12

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 13

Giải thuật mã hoá cổ điển

Kĩ thuật Substitution

bằng những kí tự khác, những con số hoặcnhững kí hiệu

Trang 14

Thuật toán Caesar Cipher

14

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 15

Thuật toán Caesar Cipher

 A shift may be of any amount, so that the general

Caesar algorithm is:

C = E(k , p ) = (p + k ) mod 26

 Where k takes on a value in the range 1 to 25; the

decryption algorithm is simply:

p = D(k , C ) = (C - k ) mod 26

Trang 16

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 17

Thuật toán Monoalphabetic Cipher

lấy một hoán vị h của 1, 2, …, d và áp dụng h

c = NJHO IO S GAOT DCAOR

Trang 18

Thuật toán One-time Pad

Trang 19

Thuật toán Affine Cipher

Trang 20

Thuật toán Affine Cipher - tt

Trang 21

Thuật toán Affine Cipher - tt

 a = 5

 b = 8

Trang 22

Kĩ thuật Transposition

thuật thay đổi vị trí của dữ liệu

22

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 23

Nội Dung

Trang 24

Giải thuật mã hoá hiện đại

được sinh ra từ khoá ban đầu

24

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 25

Phân loại

 Block ciphers: mã hoá các khối có chiều dài cố định

Triple DES, Rijndael (AES), MARS, RC6, Serpent, Twofish, DESX, DESL, DESXL.

 Stream ciphers: mã hoá từng bit của thông điệp Đại diện là RC4.

Trang 26

Block vs Stream Ciphers

26

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 27

Block vs Stream Ciphers

Trang 28

Thuật toán Feistel Cipher

Substitutions

• No elements are added or deleted or replaced

in the sequence, rather the order in which the elements appear in the sequence is changed

Permutation

Trang 29

Thuật toán Feistel Cipher - tt

Trang 30

30

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 31

Trang 32

32

9/28/2014

duyn@uit.edu.vn

Trang 36

Ví dụ: Bit thứ 58 của x trở thành bit đầu tiên của IP(x )

Bit thứ 50 của x trở thành bit thứ hai của IP( x )

Trang 37

Final Permutation

Ví dụ: Bit thứ 58 của x trở thành bit đầu tiên của IP(x )

Bit thứ 50 của x trở thành bit thứ hai của IP( x )

Trang 39

48 bit

Trang 45

Key Schedule

 Thao tác xoay vòng bit

 <<<: Xoay vòng sang trái

 >>>: Xoay vòng sang phải

 Với subkey thứ 1, 2, 9, 16: xoay vòng 1 vị trí

 Với subkey còn lại: xoay vòng 2

vị trí

Trang 46

Các hoán vị trong Key Schedule

40, 48, 56, 64

Chọn 48 bit (bỏ bit 9, 18, 22, 25,

35, 38, 43, 54)

Trang 47

Một số nhận xét

 Gồm toàn bit 0

 Gồm toàn bit 1

 Gồm ½ là bit 0 (liên tiếp), ½ là bit 1 (liên tiếp)

 Tính chất: Encryptk (P) = P

 Khóa có dạng: 7 bit 0 (liên tiếp), 7 bit 1 (liên tiếp)

 Encryptk (P) = C  Encrypt k* (P*) = C*

 Với x* được tạo bằng cách đảo ngược các bit của x

Trang 48

9/28/2014

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	7,72 MB