Ứng dụng hệ mật mã khóa công khai trong quản lý đề thi

-iĐại học thái nguyên Tr-ờng đại học công nghệ thông tin truyền thông Hoàng Văn Quyến NG DNG H MT M KHểA CễNG KHAI TRONG QUN Lí THI Luận văn thạc sỹ khoa học Thỏi Nguyờn - 2012 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -ii- MC LC M U Chng TNG QUAN H MT M KHểA CễNG KHAI 1.1 Khỏi nim v h mt mó .4 1.1.1 Khỏi nim chung v mt mó v h mt mó 1.1.2 Phõn loi cỏc h mt mó .6 1.2 Lý thuyt phc 10 1.2.1 Khỏi nim phc ca thut toỏn 10 1.2.2 Cỏc bi toỏn khú tớnh toỏn v ng dng mt mó hc 12 1.3 H mt mó khúa cụng khai 13 1.3.1 Cỏc quan im c bn ca h mt mó khoỏ cụng khai 13 1.3.3 Hot ng ca h mt mó khúa cụng khai 14 1.3.4 Cỏc yờu cu ca h mt mó khúa cụng khai 14 1.4 an ton ca h mt mó 15 1.2 Ch ký s 16 1.2.1 Gii thiu v ch ký s 16 1.2.2 Quỏ trỡnh ký v xỏc thc ch ký 17 Chng MT S THUT TON PHN PHI V QUN Lí KHểA CễNG KHAI .22 2.1 H mt mó khúa cụng khai RSA 22 2.1.1 C s toỏn hc ca h mt mó RSA 22 2.1.2 Mụ t h mt mó RSA 24 2.1.3 Quỏ trỡnh to khoỏ, mó hoỏ v gii mó 24 2.1.4 Tớnh ỳng ca quỏ trỡnh gii mó 26 2.1.5 Chi phớ thc hin quỏ trỡnh mó húa v gii mó 28 2.1.6 ỏnh giỏ mt ca h mt mó khúa cụng khai RSA 28 2.1.7 Phõn tớch c ch hot ng ca h mó RSA 29 2.1.8 Kh nng b b khúa ca h mó cụng khai RSA 30 2.2 H mt mó khúa cụng khai ElGamal 33 2.2.1 Bi toỏn logarit ri rc 34 2.2.2.Mụ t h mt mó ElGamal 34 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -iii- 2.2.3 Tớnh ỳng ca quỏ trỡnh gii mó 36 2.2.4 ỏnh giỏ an ton v kh nng ng dng ca h mt mó khúa cụng khai ElGamal 36 2.3 H mt mó khúa cụng khai Rabin .37 2.3.1 S h mó khúa Rabin 37 2.3.2 Tớnh an ton ca h mó hoỏ Rabin .40 2.3.3 S dng d tha d liu .41 2.3.4 Tớnh hiu qu .42 2.4 H mó húa AES 43 2.4.1 Quỏ trỡnh phỏt trin 43 2.4.2 Mụ t thut toỏn 44 2.4.3 Mụ t mc cao ca thut toỏn 45 2.4.4 Ti u húa 47 2.4.5 An ton 47 2.4.5 Tn cụng kờnh bờn (Side channel attacks) 48 Chng XY DNG NG DNG TH NGHIM 50 3.1 Bi toỏn qun lý thi h thng cỏc trng ph thụng .50 3.2 p dng h mt mó khúa cụng khai cho qun lý thi cỏc trng ph thụng 52 3.2.1 Mụ t h thng 52 3.2.2 Chc nng v giao din chớnh ca chng trỡnh 54 3.2.3 Cỏc bc thc hin chng trỡnh 56 3.2.5 Mó chng trỡnh 64 ỏnh giỏ kt qu th nghim chng 64 KT LUN 65 TI LIU THAM KHO 66 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -iv- LI CM N Tụi xin gi li cm n ti trng i hc CNTT & TT, Vin CNTT Vit Nam, ni cỏc thy cụ ó tn tỡnh truyn t cỏc kin thc quý bỏu cho tụi sut quỏ trỡnh hc Xin cm n Ban Giỏm Hiu nh trng v cỏc cỏn b ó to iu kin tt nht cho chỳng tụi hc v hon thnh ti tt nghip ca mỡnh c bit, tụi xin gi ti TS Bựi Vn Thanh, thy ó tn tỡnh ch bo tụi sut quỏ trỡnh thc hin ti li cm n v bit n sõu sc nht Bờn cnh nhng kin thc khoa hc, thy ó giỳp tụi nhn nhng bi hc v phong cỏch hc tp, lm vic v nhng kinh nghim sng quý bỏu Tụi xin by t lũng bit n ti gia ỡnh, bn bố, ng nghip v nhng ngi thõn ó ng viờn khớch l tinh thn v giỳp tụi hon thnh lun ny Thỏi Nguyờn, ngy 10 thỏng 10 nm 2012 Hong Vn Quyn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -v- DANH MC CC Kí HIU, CC CH VIT TT STT Ký hiu/ Ch vit tt Vit y RSA Rivest - Shamir - Adleman DES Data Encryption Standard AES Advanced Encryption Standard NIST National Institute of Standards and Technology FIPF Farm Innovation and Promotion Fund NSA National Security Agency THPT Trung hc ph thụng S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -vi- LI CAM OAN Tụi xin cam oan, ton b ni dung liờn quan ti ti c trỡnh by lun l bn thõn tụi t tỡm hiu v nghiờn cu, di s hng dn khoa hc ca TS Bựi Vn Thanh Cỏc ti liu, s liu tham kho c trớch dn y ngun gc Tụi xin chu trỏch nhim trc phỏp lut li cam oan ca mỡnh Hc viờn thc hin Hong Vn Quyn S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -vii- DANH MC CC BNG Trang Bng 1.1: Bng chi phớ thi gian phõn tớch s nguyờn n tha s nguyờn t.12 Bng 2.1: Túm tt cỏc bc to khoỏ, mó hoỏ, gii mó ca H RSA 20 Bng 2.2: Bng chi phớ thi gian cn thit phõn tớch cỏc s nguyờn N 24 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -viii- DANH MC CC HèNH V, TH Trang Hỡnh 1.1: S hot ng chung ca h mt mó Hỡnh 1.2: S hot ng ca mó húa khúa i xng Hỡnh 1.3 S hot ng ca mó húa khúa khụng i xng Hỡnh 1.4 Lc ký 18 Hỡnh 1.5 Lc xỏc thc 20 Hỡnh 2.1: th so sỏnh chi phớ tn cụng khúa mt v khúa cụng khai 33 Hỡnh 2.4: Bc SubBytes, mt bc ca chu trỡnh 43 Hỡnh 2.5: Mụ t thut toỏn AES 44 Hỡnh 2.6: Bc SubBytes 44 Hỡnh 2.7: Bc ShiftRows 45 Hỡnh.3.9: S bi toỏn qun lý thi ca cỏc trng THPT 51 Hỡnh 3.10: S quy trỡnh tng quan h thng 52 Hỡnh 3.11: S quy trỡnh to khúa RSA 53 Hỡnh 3.12: S quy trỡnh mó húa bn bng thut toỏn AES 53 Hỡnh 3.13: S quy trỡnh mó húa khúa theo thut toỏn RSA 53 Hỡnh 3.14: S quy trỡnh gii mó khúa theo thut toỏn RSA 54 Hỡnh 3.15: Giao din chớnh ca chng trỡnh 54 Hỡnh 3.16: Giao din to khúa RSA 54 Hỡnh 3.17: Mó húa bn bng AES 55 Hỡnh 3.18: Mó húa khúa bng RSA 56 Hỡnh 3.19: Gii mó khúa bng RSA 56 Hỡnh 3.20: To khúa RSA tựy chn 56 Hỡnh 3.21:To khúa RSA t ng 57 Hỡnh 3.22:Lu khúa RSA t ng thnh 57 Hỡnh 3.23: Mó húa ni dung bn 57 Hỡnh 3.24: M bn cn mó húa 58 Hỡnh 3.25: Thụng bỏo mó húa thnh cụng 58 Hỡnh 3.26: Xem ni dung c mó húa 58 Hỡnh 3.27: Mó húa *.* 58 Hỡnh 3.28: Chn File cn mó húa 59 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -ix- Hỡnh 3.29: Thụng bỏo kt qu mó húa 59 Hỡnh 3.30: Xem kt qu file ó mó húa 59 Hỡnh 3.31: Gii mó ni dung bn 60 Hỡnh 3.32: Chn File cn gii mó 60 Hỡnh 3.33: Thụng bỏo kt qu gii mó 60 Hỡnh 3.234: Xem ni dung va gii mó 60 Hỡnh 3.35: Gii mó File c mó húa 61 Hỡnh 3.36: M cn gii mó 61 Hỡnh 3.37: Thụng bỏo kt qu gii mó 61 Hỡnh 3.38: Xem ni dung va gii mó 62 Hỡnh 3.39: Mó húa khúa RSA 62 Hỡnh 3.40: Chn File khúa cn mó húa 62 Hỡnh 3.41: Kt qu mó húa khúa 63 Hỡnh 3.42: Gii mó khúa RSA 63 Hỡnh 3.43: M gii mó khúa RSA 63 Hỡnh 3.44: Kt qu gii mó khúa RSA 64 S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn -1- M U Th k XXI l th k cụng ngh thụng tin Cụng ngh thụng tin ó v ang tỏc ng trc tip n mi mt hot ng kinh t xó hi trờn th gii Thụng tin cú vai trũ ht sc quan trng, vỡ vy cn phi m bo thụng tin khụng b sai lch, khụng b thay i, hay b l quỏ trỡnh truyn t ni gi n ni nhn Vi s phỏt trin rt nhanh ca cụng ngh mng mỏy tớnh, c bit l mng Internet, lng thụng tin ngy cng c truyn nhn nhiu hn Vn khú khn t l lm gi c tớnh bo mt ca thụng tin, thụng tin n ỳng c a ch cn n v khụng b sa i Hu qu s khú lng nu nh th c gi cho mt ngi nhng li b mt ngi khỏc xem trm v sa i ni dung bc th trỏi vi ch ý ca ngi gi T hi hn na l mt hp ng c ký, gi thụng qua mng v b k xu sa i nhng iu khon ú Ngi gi th b hiu nhm vỡ ni dung bc th b thay i, cũn hp ng b phỏ v bi nhng iu khon ó khụng cũn nh ban u iu ny gõy nhng mt mỏt c v mt ti chớnh v quan h, tỡnh cm, v.v v cũn cú th nờu rt nhiu tỡnh tng t Mó hoỏ thụng tin l mt cỏc phng phỏp cú th m bo c tớnh bo mt ca thụng tin Mó hoỏ, mt mc nht nh, cú th gii quyt cỏc trờn; mt thụng tin ó c mó hoỏ, k xu rt khú hoc khụng th gii mó cú c ni dung thụng tin ban u Khi mó húa, thụng tin c bin i (c mó húa) bng thut toỏn mó húa thụng qua vic s dng khúa Ch cú ngi dựng cú cựng khúa mi phc hi li c thụng tin ban u (gii mó) Do vy khúa cn c bo v nghiờm ngt v c truyn t ngi gi n ngi nhn trờn mt kờnh an ton riờng cho ngi th ba khụng th bit c khúa Phng phỏp ny c gi l mó húa bng khúa riờng hoc mt mó khúa i xng Cú mt s chun thut toỏn khúa i xng, vớ d nh DES, AES, v.v Ngi ta ó chng minh c kh nng bo mt cao ca cỏc thut toỏn i xng chun núi trờn v chỳng ó c kim nh qua thi gian Tuy nhiờn, ny sinh vi cỏc thut toỏn i xng l vic trao i khúa Cỏc bờn tham gia giao tip ũi hi c chia s mt mt l khúa, khúa cn c trao i gia h qua mt kờnh thụng tin an ton An ton ca thut toỏn khúa i xng ph thuc vo mt ca khoỏ Khúa thng cú di hng trm bit, tựy thuc vo thut toỏn c s dng Vỡ thụng tin cú th trung chuyn qua cỏc im trung gian S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... toán ứng dụng mật mã học 12 1.3 Hệ mật mã khóa công khai 13 1.3.1 Các quan điểm hệ mật mã khoá công khai 13 1.3.3 Hoạt động hệ mật mã khóa công khai 14 1.3.4 Các yêu cầu hệ mật. .. Chương TỔNG QUAN HỆ MẬT MÃ KHÓA CÔNG KHAI 1.1 Khái niệm hệ mật mã .4 1.1.1 Khái niệm chung mật mã hệ mật mã 1.1.2 Phân loại hệ mật mã .6 1.2 Lý thuyết độ phức tạp... Tính trình giải mã 36 2.2.4 Đánh giá độ an toàn khả ứng dụng hệ mật mã khóa công khai ElGamal 36 2.3 Hệ mật mã khóa công khai Rabin .37 2.3.1 Sơ đồ hệ mã khóa Rabin