DSpace at VNU: Giải pháp lưu vết và thu hồi thiết bị thu bất hợp pháp tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án,...
Đại học Quốc gia Hà Nội Trƣờng Đại học Công Nghệ Luận văn ThS Công nghệ thông tin Giải pháp lƣu vết thu hồi thiết bị thu bất hợp pháp Nguyễn Thị Ngọc Mai 2007 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chƣơng 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM 1.2 KHUNG PHỦ TẬP CON 1.3 GIẢI PHÁP LƢU VẾT TBTDL LÀM RÕ RỈ KHÓAError! Bookmark not defined 1.4 GIẢI PHÁP THU HỒI THIẾT BỊ THU BẤT HỢP PHÁPError! Bookmark not defined 1.5 MỘT SỐ CÔNG CỤ Error! Bookmark not defined 1.5.1 Đồ thị Error! Bookmark not defined 1.5.2 Cây nhị phân Error! Bookmark not defined 1.5.3 Cây Steiner Error! Bookmark not defined Chƣơng 2: GIẢI PHÁP LƢU VẾT TBTDL LÀM RÕ RỈ KHÓAError! Bookmark not defined 2.1 KHÁI NIỆM LƢU VẾT TBTDL LÀM RÕ RỈ KHÓAError! Bookmark not defined 2.2 GIẢI THUẬT LƢU VẾT SỬ DỤNG TẬP CON Error! Bookmark not defined 2.2.1 Giải thuật lƣu vết sử dụng tập (Subset Tracing)Error! Bookmark not defined 2.2.2 Hàm tìm tập chứa TBTDL làm rò rỉ khóa Error! Bookmark not defined 2.3 LƢU VẾT VỚI NHIỀU BỘ KHÓA NHÁI Error! Bookmark not defined 2.4 VÍ DỤ VỀ GIẢI THUẬT LƢU VẾT Error! Bookmark not defined Chƣơng 3: GIẢI PHÁP THU HỒI TBTDL BẤT HỢP PHÁPError! Bookmark not defined 3.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM Error! Bookmark not defined 3.2 GIẢI THUẬT CÂY NHỊ PHÂN CON ĐẦY ĐỦ (Complete Subtree)Error! Bookmark not defined 3.2.1 Ví dụ giải thuật CS Error! Bookmark not defined 3.2.2 Giải thuật CS Error! Bookmark not defined 3.2.3 Hiệu giải thuật CS Error! Bookmark not defined 3.3 GIẢI THUẬT HIỆU HAI TẬP CON (Subset Difference)Error! Bookmark not defined 3.3.1 Bộ sinh số ngẫu nhiên G Error! Bookmark not defined 3.3.1 Ví dụ giải thuật SD Error! Bookmark not defined 3.3.2 Giải thuật SD Error! Bookmark not defined 3.3.3 Hiệu giải thuật SD Error! Bookmark not defined 3.4 SO SÁNH GIẢI THUẬT CS VÀ SD Error! Bookmark not defined Chƣơng 4: ĐỘ AN TOÀN CỦA GIẢI THUẬT KHUNG PHỦ TẬP CONError! Bookmark not defined 4.1 CÀI ĐẶT GIẢI THUẬT E MÃ HÓA KHÓA PHIÊN KError! Bookmark not defined 4.1.1 Phƣơng pháp “Cắt phần đầu mã” (Prefix Truncation) Error! Bookmark not defined 4.1.2 Phƣơng pháp mã hóa khóa công khai cho E Error! Bookmark not defined 4.2 CÀI ĐẶT GIẢI THUẬT F MÃ HÓA BẢN TIN M Error! Bookmark not defined 4.3 ĐỘ AN TOÀN CỦA GIẢI THUẬT SCF Error! Bookmark not defined 4.3.1 Độ an toàn giải thuật E, F giải thuật thiết lập khóa.Error! Bookmark not defined 4.3.2 Khái niệm độ an toàn giải thuật SCF Error! Bookmark not defined Chƣơng 5: MỘT SỐ ỨNG DỤNG Error! Bookmark not defined 5.1.1 Khái niệm truyền hình Internet (Internet Protocol Television - IPTV) .Error! Bookmark not defined 5.1.2 Sơ đồ kiến trúc mạng IPTV Error! Bookmark not defined 5.2 TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG Error! Bookmark not defined 5.2.1 Khái niệm truyền hình di động (Mobile Television- MobileTV)Error! Bookmark not defined 5.2.2 Sơ đồ kiến trúc mạng MobileTV Error! Bookmark not defined 5.2.4 So sánh truyền hình di động truyền hình kỹ thuật số mặt đấtError! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn PGS TS Trịnh Nhật Tiến dành nhiều thời gian công sức hƣớng dẫn tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Công nghệ, trƣờng Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội truyền đạt tri thức cho năm học cao học Cuối xin chân thành cảm ơn tới gia đình bạn tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn Hà Nội ngày 22 tháng 03 năm 2007 Nguyễn Thị Ngọc Mai DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Đồ thị G Error! Bookmark not defined Hình 2: Cây nhị phân Error! Bookmark not defined Hình 3: Cây nhị phân đầy đủ Error! Bookmark not defined Hình 4: Cha chung thấp a b Error! Bookmark not defined Hình 5: Minh họa thuộc tính rẽ nhánh Error! Bookmark not defined Hình 6: Cây Steiner nút (a,b,c) 20 Hình 1: Cây nhị phân T biểu diễn n TBTDL Error! Bookmark not defined Hình 2: Mơ hình lƣu vết TBTDL làm rò rỉ khóa “dài” Error! Bookmark not defined Hình 3: Cây nhị phân T biểu diễn TBTDL Error! Bookmark not defined Hình 1: Mơ hình thu hồi TBTDL bất hợp pháp Error! Bookmark not defined Hình 2: Cây nhị phân biểu diễn TBTDL Error! Bookmark not defined Hình 3: Minh họa giải thuật CS với P={ u1 , u , u , u }, R={ u , u , u , u } .Error! Bookmark not defined Hình 4: Cây Steiner ST({ u , u , u , u }) nút kề nó.Error! Bookmark not defined Hình 5: Cây nhị phân T biểu diễn n TBTDL Error! Bookmark not defined Hình 6: Si,j chứa gốc vi , nhƣng không thuộc gốc vjError! Bookmark not defined Hình 7: Bộ sinh số ngẫu nhiên G với mầm sinh Labeli Error! Bookmark not defined Hình 8: Tính L1,5 dựa vào Label1 Error! Bookmark not defined Hình 9: Minh họa phân hoạch P thành tập giải thuật SD 70 Hình 10: Cây T biểu diễn tồn TBTDL Error! Bookmark not defined Hình 11: Minh họa ST(u3) nút KeV(ST(u3)) Error! Bookmark not defined Hình 12: Cây Steiner ST(R) với R={v9, v11, v14, v15} Error! Bookmark not defined Hình 13 Cây Steiner ST(R) với R={v14, v15, v2} Error! Bookmark not defined Hình 14: Cây Steiner ST(R) với R={v2, v7} Error! Bookmark not defined Hình 15: Cây T biểu diễn tồn n TBTDL Error! Bookmark not defined Hình 16: Minh họa ST(u) nút KeV(ST(u)) Error! Bookmark not defined Hình 1: Cây nhị phân T định danh tƣơng ứng nútError! Bookmark not defined Hình 2: Cây nhị phân T cách tính định dang theo HIBEError! Bookmark not defined Hình 1: Sơ đồ mạng IPTV Error! Bookmark not defined Hình 2: Sơ đồ mạng MobileTV Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Hiện vấn đề bảo vệ quyền vấn đề nhức nhối Việt Nam nhƣ giới Vấn đề bảo vệ quyền với tác phẩm công nghệ số vấn đề mà luật quyền phải đƣơng đầu do: công nghệ số tạo khả cho việc truyền phát sử dụng tất đối tƣợng bảo hộ quyền quyền kế cận dƣới dạng số dễ dàng Quy trình số hóa cho phép biến đổi tác phẩm thành dạng nhị phân, khiến cho chúng dễ dàng đƣợc truyền qua mạng Internet sau đƣợc phân phối, chép, cất giữ cách hoàn hảo dƣới dạng số Các thách thức diễn ngành công nghiệp quyền, mà số tiền thu đƣợc từ quyền kinh tế quốc dân đạt tới mức khó dự đoán trƣớc Giá trị kinh tế riêng ngành cơng nghiệp quyền Mỹ ƣớc tính đạt 91,2 tỷ đô la Mỹ (theo thông tin từ Liên minh Sở hữu trí tuệ giới (IIPA)) chiếm tới 5,24% tổng sản phẩm quốc nội Mỹ, tăng nhanh gấp lần phần lại kinh tế Giá trị ngành công nghiệp quyền chiếm 6% giá trị tăng thêm kinh tế Uruguay vào năm 1997, chiếm 6,7% giá trị tăng thêm kinh tế Bra-xin vào năm 1998, thu hút 1.3 triệu việc làm quốc gia Tại Việt Nam, tỷ lệ vi phạm quyền tác phẩm nghe nhìn nghiêm trọng gây tổn thất cho kinh tế, gây khó khăn q trình hội nhập với giới Chính vậy, việc tìm kiếm giải pháp kỹ thuật luật pháp để bảo hộ quyền khỏi chép “số” bất hợp pháp vô cấp thiết Nhiệm vụ luận văn trình bày giải pháp kỹ thuật lƣu vết thu hồi thiết bị thu bất hợp pháp, nhằm bảo vệ quyền, bảo vệ nội dung tác phẩm đƣợc truyền phát qua kênh quảng bá (broadcast channels) LUẬN VĂN GỒM CÁC NỘI DUNG SAU: MỞ ĐẦU Chƣơng 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Giới thiệu khái niệm sử dụng luận văn Chƣơng nêu lên thành phần hệ thống phát liệu quảng bá Chƣơng 2: GIẢI PHÁP LƢU VẾT THIẾT BỊ THU LÀM RỊ RỈ KHĨA Chƣơng trình bày giải pháp lƣu vết thiết bị thu làm rò rỉ khóa bí mật, sử dụng phƣơng pháp phân hoạch tập TBTDL thành tập Chƣơng 3: GIẢI PHÁP THU HỒI THIẾT BỊ THU BẤT HỢP PHÁP Trình bày giải pháp thu hồi thiết bị thu bất hợp pháp sử dụng khung phủ tập (Subset Cover Framework) Sau trình bày giải pháp áp dụng khung phủ tập là: Cây nhị phân đầy đủ (Complete Subtree), Hiệu hai tập (Subset Difference) Chƣơng 4: ĐỘ AN TOÀN CỦA KHUNG PHỦ TẬP CON Chƣơng 5: MỘT SỐ ỨNG DỤNG KẾT LUẬN Chƣơng 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM Trung tâm quảng bá (Center, Broadcast Center), nhà cung cấp liệu (NCCDL – Data Provider) [6]: Trung tâm có kênh phát thơng tin quảng bá tới thiết bị thu liệu Thiết bị thu liệu (TBTDL - User) [3]: thu liệu phát từ NCCDL dùng khóa bí mật để giải mã liệu thu đƣợc Thông điệp hay tin (Message) [6]: thông tin đoạn thông tin đƣợc NCCDL gửi đến TBTDL qua kênh quảng bá Khóa thời gian tồn (short-lived key - session key) [3]: khóa đƣợc trì phiên truyền liệu gọi tắt khóa phiên Khóa thời gian tồn dài (long-lived key) [3]: khóa tồn thời gian dài hệ thống, gọi tắt khóa thời gian dài hay khóa “dài” Bộ khóa nhái [2]: Là khóa mà kẻ gian thu đƣợc từ tập khóa số TBTDL (bằng phƣơng pháp đó, ví dụ thám khóa) Thiết bị thu bất hợp pháp (Traitor) [2]: TBTDL làm rò rỉ khóa TBTDL sử dụng khóa nhái để giải mã tin nhận đƣợc từ NCCDL Truyền tin quảng bá (Broadcast, Transmistion) [6]: trình NCCDL phát định kỳ thơng điệp mã hóa tới TBTDL Giải pháp lưu vết TBTDL làm rò rỉ khóa (Tracing Traitor) [2]: xác định định danh TBTDL làm rò rỉ khóa Giải pháp thu hồi TBTDL bất hợp pháp (Revocation Traitor) [3]: giải pháp phân hoạch TBTDL hợp pháp thành tập con, dựa vào NCCDL mã hóa thơng điệp, để TBTDL bất hợp pháp khơng giải mã xác thơng điệp NCCDL phát quảng bá Các ký hiệu dùng luận văn: N: tập tất TBTDL NCCDL quản lý, |N|= n u1 , , u n : ký hiệu TBTDL thuộc N R: tập TBTDL làm rò rỉ khóa, |R|= r P: tập TBTDL hợp pháp, P=N - R K: khóa phiên (session key hay short-lived key) L: khóa “dài” (long-lived key) M: thông điệp hay tin CM: mã thông điệp M tM: tin thử nghiệm (test message) L ui : tập khóa “dài” TBTDL u i , i=1, 2,…, n | L ui |: số lƣợng khóa “dài” TBTDL u i Si : tập TBTDL dùng chung khóa “dài” L i Si, j Si S j : chứa TBTDL thuộc phần bù tập Si so với tập S j Các TBTDL tập Si , j dùng chung khóa “dài” L i , j Định nghĩa phủ [6] Cho họ tập khác rỗng S {S1 , S2 , , Sw }, S j N, j 1, , w Cho tập khác rỗng P N ; phủ tập P tập Si1 , Si2 , Si t , {i1, i , i t } {1, , w} thỏa mãn điều kiện: t P Si j , j1 Si j Sik , i j ik Kích thƣớc phủ số lƣợng tập tạo nên phủ Ví dụ đây, kích thƣớc phủ P t 1.2 KHUNG PHỦ TẬP CON Phần giới thiệu khung phủ tập (Subset Cover Framework - SCF) đƣợc sử dụng giải thuật lƣu vết giải thuật thu hồi TBTDL bất hợp pháp [3] w Trong SCF, có giải thuật xác định tập S1 , S2 , , Sw N , Si N Mỗi tập Si i 1 có khóa “dài” L i Tập P phải đƣợc phân hoạch thành tập rời rạc Si1 , Si2 , , Sim cho: m P Si j j1 Các khóa “dài” tƣơng ứng với tập Si1 , Si2 , , Sim Li1 , Li2 , , Lim Lưu ý: Các TBTDL u Si j sử dụng chung khóa “dài” L i j , j=1, 2,…, m Mỗi u Si tính đƣợc L i từ tập khóa L u SCF sử dụng hai giải thuật mã hóa E F: Giải thuật E : {0,1}* {0,1}* , mã hóa khóa phiên K, lần lƣợt với khóa “dài” Li1 , Li2 , , Lim , nhận đƣợc mã: E(K, Li1 ), E(K, Li2 ), …, E(K, Lim ) Giải thuật F : {0,1}* {0,1} * , mã hóa thơng điệp M sử dụng khóa phiên K, nhận đƣợc mã: FK (M) TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Gs Phan Đình Diệu (2002), “Lý thuyết mật mã & An tồn thơng tin”, Đại học Quốc gia Hà Nội, tr 73 – 75 TIẾNG ANH Benny Chor, Amos Fiat, Moni Naor, Benny Pinkas (02/05/2000), “Tracing Traitors”, IEEE Transactions on Informatin Theory, Volume 46 Dalit Naor, Moni Naor, Jeff Lostpiech (24/02/2001), “Revocation and Tracing Schemes for Stateless Receivers”, Advances in Cryptology – Crypto ’01 (Berlin), Lecture Notes in Computer Science Volume 2139 Lotspiech et al (07/03/2006), “Method for tracing traitor receivers in a broadcast encryption system”, United States Patent, No 7070125 B2, pp – 10 Ronald L Rivest (1997), “All-or-Nothing Encryption and The Package Transform” Proc 4th Fast Software Encryption International Workshop, Lecture Notes in Computer Science, Volume 1174 Thomas Martin (05/042005), “A set theoretic approach to broadcast encryption” Royal Holloway University of London Yevgeniy Dodis, Nelly Fazio (01/082002), “Public Key Broadcast Encryption for Stateless Receivers”, Digital Right Management, - DRM ’02, LNCS 2696 Zbigniew J Czech, George Havas, Bohdan S Majewski (1992), “An optimal algorithm for generating minimal perfect hash function”, Information Processing Letter ... việc tìm kiếm giải pháp kỹ thu t luật pháp để bảo hộ quyền khỏi chép “số” bất hợp pháp vô cấp thiết Nhiệm vụ luận văn trình bày giải pháp kỹ thu t lƣu vết thu hồi thiết bị thu bất hợp pháp, nhằm... Chƣơng 3: GIẢI PHÁP THU HỒI THIẾT BỊ THU BẤT HỢP PHÁP Trình bày giải pháp thu hồi thiết bị thu bất hợp pháp sử dụng khung phủ tập (Subset Cover Framework) Sau trình bày giải pháp áp dụng khung phủ... 2: GIẢI PHÁP LƢU VẾT THIẾT BỊ THU LÀM RỊ RỈ KHĨA Chƣơng trình bày giải pháp lƣu vết thiết bị thu làm rò rỉ khóa bí mật, sử dụng phƣơng pháp phân hoạch tập TBTDL thành tập Chƣơng 3: GIẢI PHÁP THU