Bài giảng Mật mã học: Chương 2 - ĐH Công nghệ Thông tin

Bài giảng Mật mã học - Chương 2: Mã hóa hiện đại cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu mã hóa hiện đại, chuẩn mã hóa dữ liệu DES, tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến AES, hệ mã hóa khóa công khai RSA. Mời các bạn cùng tham khảo.

MẬT MÃ HỌC NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Giới thiệu - Mã hoá cổ điển Chương 2: Mã hoá đại Chương 3: Mã hố khố cơng khai quản lý khố Chương 4: Chứng thực thơng điệp Chương 5: Chữ ký số Chương 6: Các giao thức ứng dụng CHƯƠNG MÃ HOÁ HIỆN ĐẠI Nội dung Giới thiệu mã hoá đại Chuẩn mã hoá liệu DES Tiêu chuẩn mã hoá tiên tiến AES Hệ mã hố khố cơng khai RSA Bài tập Giới thiệu mã hoá đại • Thường sử dụng mã khối kết hợp với phép hốn vị thay • Việc biến đổi văn thực nhiều lần số vòng lặp • Khố vòng lặp khác sinh từ khoá ban đầu • Phổ biến có DES, AES, RSA Giới thiệu mã hoá đại Phân loại • Mã hoá khoá đối xứng (symmetric):  Block ciphers: mã hố khối có chiều dài cố định 64 bit 128 bit Phổ biến có IDEA, RC2, DES, Triple DES, Rijndael (AES), MARS, RC6, Serpent, Twofish, DESX, DESL, DESXL  Stream ciphers: mã hố bit thơng điệp Đại diện RC4 • Mã hố khố bất đối xứng (asymmetric): RSA Chuẩn mã hoá liệu DES • DES (Data Encryption Standard) sử dụng rộng rãi giới • Dùng khố có độ dài 56 bit để mã hoá khối liệu 64 bit • Cả bên mã hố lẫn bên giải mã dùng chung khoá DES thuộc vào hệ mã khố bí mật • Xét độ an toàn, 3DES (một cải tiến DES) đánh giá có độ an tồn cao độ dài khố gấp lần so với DES Chuẩn mã hoá liệu DES Chuẩn mã hoá liệu DES Lịch sử giải thuật DES • 17.03.1975: DES cơng bố để cơng chúng đóng góp ý kiến • 11.1976: DES phê chuẩn làm tiêu chuẩn thức • 1992: Biham Shamir công bố phương thức công thám mã vi sai với độ phức tạp thấp công bạo lực (Trên lý thuyết) Kiểu cơng đòi hỏi người công lựa chọn 247 văn rõ (một điều kiện khơng thực tế) • 06.1997: Lần đầu tiên, dự án DESCHALL phá vỡ tin mã hoá DES Chuẩn mã hoá liệu DES • 07.1998: Thiết bị thám mã Deep Crack tổ chức Electronic Frontier Foundation phá khoá DES vòng 56 • 01.1999: Deep Crack với distributed.net phá DES 22 15 phút • 25.10.1999: Triple DES khuyến cáo sử dụng cho hệ thống quan trọng • 26.05.2002: AES trở thành tiêu chuẩn thay cho DES 10 Tiêu chuẩn mã hố tiên tiến AES • Hàm MixColumns: cột chuyển đổi tuyến tính cách nhân với ma trận trường hữu hạn Mỗi cột xem đa thức trường GF(28) nhân modulo x4 + với biểu thức cố định c(x)=3x3+x2+x+2 • Hàm AddRoundKey: byte bảng trạng thái thực phép XOR với khoá vòng, q trình xử lý AES thu 11 khố vòng từ key mã hố phân phát cho kỹ thuật mã hoá 37 Tiêu chuẩn mã hoá tiên tiến AES 38 Tiêu chuẩn mã hoá tiên tiến AES 39 Tiêu chuẩn mã hoá tiên tiến AES 40 Tiêu chuẩn mã hoá tiên tiến AES 41 Hệ mã hố khố cơng khai RSA • Được sử dụng phổ biến thương mại điện tử • Đảm bảo an toàn với điều kiện độ dài khóa đủ lớn • Thuật tốn RSA có hai khóa:  khóa cơng khai (hay khóa cơng cộng)  khóa bí mật (hay khóa cá nhân) • Mỗi khóa số cố định sử dụng trình mã hóa giải mã • Khóa cơng khai cơng bố rộng rãi cho người dùng để mã hóa Những thơng tin mã hóa khóa cơng khai giải mã khóa bí mật tương ứng 42 Hệ mã hố khố cơng khai RSA Có thể mơ trực quan hệ mật mã khố cơng khai sau : • Bob muốn gửi cho Alice thơng tin mật • Alice gửi cho Bob hộp có khóa mở sẵn giữ lại chìa khóa • Bob nhận hộp, cho vào tờ giấy viết thư bình thường khóa • Sau Bob gửi hộp lại cho Alice • Alice mở hộp với chìa khóa đọc thơng tin thư • Trong ví dụ này, hộp với khóa mở đóng vai trò khóa cơng khai, chìa khóa khóa bí mật 43 Hệ mã hố khố cơng khai RSA Bob Alice 44 Hệ mã hố khố cơng khai RSA Chọn số ngẫu nhiên lớn để sinh cặp khóa Dùng khố cơng khai để mã hóa, dùng khố bí mật để giải mã 45 Hệ mã hố khố cơng khai RSA Dùng khố bí mật để ký thơng báo; dùng khố cơng khai để xác minh chữ ký Tổ hợp khố bí mật với khố bí mật người khác tạo khoá dùng chung hai người biết 46 Hệ mã hố khố cơng khai RSA 47 Hệ mã hố khố cơng khai RSA 48 Hệ mã hố khố cơng khai RSA • Các giải thuật mã hố DES RSA ứng dụng vào chữ ký điện tử • Giải thuật RSA an tồn tốc độ mã hố giải mã chậm giải thuật DES hàng ngàn lần • Thơng thường người ta thường kết hợp hai phương pháp mã hoá DES RSA sau:  DES mã hoá khối văn  RSA để mã hoá khoá mà DES dùng để mã hoá khối văn 49 Bài tập Nêu chi tiết chế hoạt động giải thuật mã hoá DES Cài đặt ứng dụng Advanced Encryption Package Cho biết cách sử dụng cơng cụ Trình bày tổng quan chế hoạt động giải thuật RC2, RC4, RC6 Trình bày tổng quan chế hoạt động giải thuật RSA 50 Bài tập Viết ứng dụng mã hoá giải mã cho giải thuật mã hoá đại sử dụng DES AES Viết ứng dụng mơ giải thuật mã hố RSA Nêu cách sử dụng cơng cụ mã hố TrueCrypt Thực mã hoá giải mã liệu với công cụ EFS (Encrypt File System) 51 ... 19 Chuẩn mã hoá liệu DES 20 Chuẩn mã hoá liệu DES 21 Chuẩn mã hoá liệu DES 22 Chuẩn mã hoá liệu DES 23 Chuẩn mã hoá liệu DES 24 Chuẩn mã hoá liệu DES 25 Chuẩn mã hoá liệu DES 26 Chuẩn mã hoá liệu... HỌC Chương 1: Giới thiệu - Mã hoá cổ điển Chương 2: Mã hoá đại Chương 3: Mã hố khố cơng khai quản lý khố Chương 4: Chứng thực thông điệp Chương 5: Chữ ký số Chương 6: Các giao thức ứng dụng CHƯƠNG... 11 Chuẩn mã hoá liệu DES 12 Chuẩn mã hoá liệu DES 13 Chuẩn mã hoá liệu DES 14 Chuẩn mã hoá liệu DES 15 Chuẩn mã hoá liệu DES 16 Chuẩn mã hoá liệu DES 17 Chuẩn mã hoá liệu DES 18 Chuẩn mã hoá liệu