Bài giảng an toàn và bảo mật thông tin chương 5 chứng thực thông điệp

Chứng thực thông điệpLà thủ tục để kiểm tra xem thông điệp nhận được đến từ 1 nguồn gốc rõ ràng và có bị sửa đổi hay không Khi nhận thông báo, người nhận cần phải biết ai gởi thông báo

Phạm Văn Tho

Chương 5 chứng thực thông điệp

Các kiểu tấn công qua mạng

Digital Signature

Bảo toàn dữ liệu (data integrity)

Dữ liệu được truyền trên mạng

không chỉ cần bảo mật mà cần được bảo toàn

Đôi khi yêu cần bảo toàn cần thiết hơn bảo mật nó

4

Chứng thực thông điệp

Là thủ tục để kiểm tra xem thông

điệp nhận được đến từ 1 nguồn gốc

rõ ràng và có bị sửa đổi hay không

Khi nhận thông báo, người nhận cần phải biết ai gởi thông báo

Người gởi cần chứng thực

(authentication) thông báo của mình

Chứng thực thông điệp

Bất kỳ cơ chế chứng thực thông báo hay chữ ký số đều có hay cấp:

Ở mức thấp: hàm tạo giá trị chứng thực (autheticator) dùng để chứng thực thông điệp

Mức cao: hàm mức thấp được dùng làm cơ sở cho giao thức chứng thực, cho phép người nhận kiểm tra tính chính xác của thông điệp

6

Mã hóa thông điệp để chứng thực

Đối với mã hóa, bản thân nó cũng có thể dùng để chứng thực thông điệp

Mã hóa đối xứng

Mã hóa phi đối xứng

8

Dùng mã đối xứng để chứng thực thông điệp

Thông điệp truyền từ A đến B được

mã hóa bằng khóa bí mật dùng

chung cho A và B Nếu không ai biết khóa chung này thì việc truyền thông

Khi thông báo M được khôi phục, B

biết ko có bit nào của M bị biến đổi vì không ai biết khóa bí mật K; hơn nữa không thể thay đổi một số bit bản mã

để tạo ra bản rõ mong muốn được

10

Dùng mã đối xứng để chứng thực

Thực tế thông điệp M là một chuỗi bit ngẫu nhiên, do đó không có cách xác định một bản mã là thông điệp hợp lệ

Đối thủ có thể gây rối bằng cách tạo

ra các thông điệp có nội dung ngẫu

nhiên và giả như một thông điệp đến

từ một nguồn hợp lệ

Giải pháp: biến bản tin từ dãy bit ngẫu nhiên thành dãy bit có cấu trúc

Dùng mã đối xứng để chứng thực

Thông điệp M được đưa vào hàm F để

có mã FCS, rồi thêm mã FCS vào cuối

M trước khi mã hóa

B mã hóa khối nhận được thông điệp

có mã FCS ở cuối B áp dụng cùng

hàm F để tính FCS, nếu FCS tính bằng FCS nhận thì thông báo được xem

hợp lệ

12

Chứng thực bằng mã hóa phi đối xứng

Nếu dùng khóa công khai Kub thì

không thể chứng thực được, vì bất cứ

ai cũng có thể dùng khoa công khai

của B để mã hóa thông điệp

Chứng thực bằng mã hóa phi đối xứng

Nếu A dùng khóa riêng của mình để

mã hóa thông điệp, B dùng khoa

chung của A để giải mã thì có thể

chứng thực thong điệp

Tuy nhiên bản rõ cầu có cấu trúc để

phân biệt bản rõ thực sự với bản rõ

các bit ngẫu nhiên

14

Chứng thực bằng mã hóa phi đối xứng

Nếu muốn đảm bảo bí mật thông

điệp thì:

Phức tạp, phải qua 4 lần biến đổi

Message authentication code (MAC)

Sử dụng 1khóa bí mật để sinh ra 1

khối dữ liệu có kích thước cố định

được gọi là MAC gắn vào cuối thông

điệp

16

Message authentication code (MAC)

Message authentication code (MAC)

18

Message authentication code (MAC)

Message authentication code (MAC)

20

Đặc điểm của hàm MAC

Tương tự như hàm mã hóa nhưng

n-Hàm băm (hash function)

Áp dụng cho các thông điệp có chiều dài khác nhau

Đầu ra là mã băm có kích thước cố định và nhỏ

Không giống như MAC, không cần

khóa K mà chỉ có thông điệp cần

chứng thực

Mã băm còn được gọi là message

digesst hay hash value

22

Yêu cầu của hàm băm H(x)

1 Có thể áp dụng cho các thông điệp x có độ dài khác nhau

2 Output h=H(x) cố định và nhỏ

3 Tính một chiều: với h cho trước, không thể

tìm lại x sao cho h = H(x) (về mặt thời gian tính toán).

4 Chống trùng yếu: cho trước x, không thể tìm

y ≠x sao cho H(x) = H(y).

5 Chống trùng mạnh: không thể tìm ra cặp x, y bất kỳ sao cho H(x)=H(y), hay nói cách khác,

Hàm băm đơn giản

Đầu vào là một chuổi các khối n bit

Thực hiện phép XOR để kiểm tra từng

vị trí bit, được gọi là phép kiểm tra dư thừa theo độ dài

 Ci =

 Ci là bit thứ i của mã băm, 1≤ i ≤ n

 m là số khối ngõ vào, mỗi khối n bit

 bij là bit thứ i của khối j

 

24

Hàm băm đơn giảm

số thông điệp có cùng giá trị băm

MD5 (tính chống trùng mạnh) Tuy nhiên vẫn còn sử dụng phổ biến

26

Hàm băm MD5

28

Hàm băm MD5

Kj =round(2 32 abs(sin(i)))

i biểu diễn theo radian Phép cộng modulo 2 32

SHA (secure hash algorithm)

Năm 1993, NIST (national institute of standards and technology) đề xuất

giải thuật SHA, tương tự như MD5

nhưng mạnh hơn và chậm hơn MD5

Được thiết kế thích hợp với AES

Các phiên bản SHA

32

SHA1

SHA-512

36

SHA-512

Một số ứng dụng hàm băm

Lưu trữ mật khẩu

38

Đấu giá trực tuyến

Download file

40

Chữ ký số

42