Bài giảng môn an toàn mạng Mã hóa khóa công khai

T n công ấ Tiết lộ nội dung bản tin Phân tích lưu lượng • nghe trôm, theo dõi truyền thông • mã hóa truyền thống có thể dùng để giải quyết các vấn đề này Tấn công thụ động... Message Au

Mã hóa khóa công khai

nguyên lý và các thu t toánậ

Trao đ i khóa truy n th ngổ ề ố

Nh c l i v n đ qu n lý khóaắ ạ ấ ề ả

T n công ấ

Tiết lộ nội dung

bản tin Phân tích lưu lượng

• nghe trôm, theo dõi truyền thông

• mã hóa truyền thống có thể dùng để giải quyết các vấn đề này

Tấn công thụ động

Ch ng th c s d ng mã ứ ự ử ụ

hóa truy n th ng ề ố

Ch có bên g i và nh n chia s ỉ ử ậ ẻkhóa bí m tậ

Thêm vào trường th i gianờThêm vào mã phát hi n l i và s ệ ỗ ốtrình tự

Ch ng th c b n tin ứ ự ả

G n th ch ng th c vào cu i b n ắ ẻ ứ ự ố ảtin

B n tin đả ược đ c đ c l p v i ch c ọ ộ ậ ớ ứ

n ng ch ng th că ứ ự

Không cung c p d ch v b o m tấ ị ụ ả ậ

Gi s ả ử: A và B chia s m t khóa bí ẻ ộ

m t chung ậ K AB

MAC M = F(K AB ,M)

Message Authentication Code

Message Authentication Code

Bên nh n tin ch c r ng b n tin ậ ắ ằ ả

không g i l pử ặ

Message Authentication Code

c xem nh ‘’vân tay’’ c a b n

tin

One Way Hash Function

Message digest H(M) Shared key

Đảm bảo chứng thực

One Way Hash Function

Digital signature No key distribution

Giảm việc tính toán vì không phải mã hóa toàn bộ bản tin

One Way Hash Function

Không cần mã hóa mã chứng thực Giá trị bí mật không được gửi đi -> không thể thay đổi bản tin

Giá trị bí mật chia sẻ giữa A, B: SAB

MDM = H(SAB||M)

MDM||M

4 V i mã ớ h cho trướ c, không kh thi v ả ề

m t tính toán đ tìm ặ ể x sao cho H(x) = h

5 V i m i kh i ớ ỗ ố x b t k , không kh thi v ấ ỳ ả ề

m t tính toán đ tìm ặ ể y ≠ x sao cho H(y) =

H(x)

6 Không kh thi v m t tính toán đ tìm ả ề ặ ể

c p ặ (x,y) sao cho H(x) = H(y)

1 chiều weak

C ⊕ ⊕  ⊕

Bitwise XOR

23

24

Most widely used secure hash

algorithm – until recently

Security of 128-bit hash code has become questionable (1996, 2004)

RIPEMD-160

European RIPE Project – 1997

Same group launched an attack on MD5

Extended from 128 to 160-bit

message digest

HMAC Structure

Message, M

Bằng cách truyền các giá trị Si và So qua hàm hash, đã tạo ra hai khóa ngẫu nhiên từ K

secret key

output

Mã hóa khóa công khai

Phát minh b i Diffieở và Hellman –

1976

M t c i ti n mang tính cách m ng ộ ả ế ạtrong k thu t mã hóa t hàng ỹ ậ ừ

nghìn n mă

D a trên các hàm toán h c ch ự ọ ứ

không ph i các phép thao tác bitả

B t đ i x ng: Hai khóa khác nhauấ ố ứ

Hi u qu trong các tình hu ng b o ệ ả ố ả

m t, phân ph i khóa, và ch ng ậ ố ứ

th cự

Public Key Encryption

Whitfield Diffie Martin Hellman

Famous Paper:

Public Key Structure

plaintext

Public Key Encryption

Các b ướ c c b n ơ ả

M i ngỗ ười dùng t o m t c p khóaạ ộ ặKhóa công khai (public key) được

Khi A nh n đậ ược b n tin, A gi i mã ả ả

b n tin b ng ả ằ khóa riêng c a mìnhủ

Public Key Authentication

thu n trao đ i khóa phiênậ ổ

khai

Có th d dàng t o c p khóa theo ể ễ ạ ặyêu c u Ch ng h n bên nh n B có ầ ẳ ạ ậ

th t o ể ạ khóa công khai KU b ; khóa riêng KR b

Có th d dàng t o ra b n tin mã ể ễ ạ ảhóa b ng khóa công khai Bên g i ằ ử

A t o b n tin mã hóaạ ả

C = E KUb (M)

Có th d dàng gi i mã s d ng ể ễ ả ử ụkhóa riêng c a B đ khôi ph c b n ủ ể ụ ảtin g cố

M = D KRb (C) = D KRb [E KUb (M)]

P U BLIC

P R IVATE

HINT:

khai

Không kh thi v m t tính toán đ m t ả ề ặ ể ộ

ng ườ i bi t khóa công khai ế KUb có th ể

xác đ nh ra đ ị ượ c khóa riêng KR b.

Không kh thi v m t tính toán đ m t ả ề ặ ể ộ

ng ườ i bi t khóa công khai ế KUb và b n ả

tin đã mã hóa C có th khôi ph c l i b n ể ụ ạ ả tin g c ố M

M t trong hai khóa có th dùng đ mã ộ ể ể

hóa, và khóa còn l i dùng đ gi i mã ạ ể ả

M = D KRb [E KUb (M)]= D KUb [E KRb (M)]

1978

Là thu t toán mã hóa khóa công khai ậ

đ ượ c th c thi và đ ự ượ c ch p nh n r ng ấ ậ ộ rãi nh t ấ

Là thu t toán mã hóa kh i, trong đó ậ ố M

Người g i và ngử ười nh n bi t giá tr ậ ế ị

c a ủ n và e, nh ng ư ch ngỉ ười nh n ậ

bi t giá tr c a ế ị ủ d

Public key: KU = {e,n}

Private key: KR = {d,n}

RSA Algorithm

RSA Algorithm

V i công ngh hi n nay, khóa có kích ớ ệ ệ

thước 1024 bit được coi nh an toànư

Diffie-Hellman Key

Exchange

Diffie-Hellman Key

Exchange

Other Public Key

Algorithms

makes use of SHA-1 and presents

a new digital signature algorithm

(DSA)

Only used for digital signatures not encryption or key exchange

Other Public Key

Algorithms

it is beginning to challenge RSA

Equal security for a far smaller bit size

Confidence level is not as high yet

Public Key

Authentication

SSL, SET and S/MIME

Public Key Certificate Use

Bài t p ậ

Bài 2:

Trong h th ng mã hóa khóa công ệ ố

khai RSA, gi s l y đả ử ấ ược ciphertext

là C=10, được g i đ n ngử ế ười có khóa công khai là e=5 và n=35 Hãy tính

b n tin g c?ả ố

Bài t p ậ

Bài 3:

Xem xét phiên trao đ i khóa Diffie-ổ

Hellman v i s nguyên t chung ớ ố ố

q=11 và c n nguyên th y ă ủ α = 2

- N u user A có s public Ya=9, tính ế ố

s bí m t Xa?ố ậ

- N u user B có s public là Yb=3, khi ế ố

đó khóa chung là bao nhiêu?