Bài giảng An toàn thông tin - Chương 2: Mật mã học - Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng

• Mã hóa: nghiên cứu các thuật toán và phương thức để đảm bảo nh bí mật và xác thực của thông tin gồm các hệ mã mật , các hàm băm, các hệ chư ký điện số, các cơ chế phân phối, quản [r]

2.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN • Mật mã học bao gồm hai lĩnh vực : mã hóa

(cryptography) thám mã (cryptanalysis codebreaking) đó:

• Mã hóa: nghiên cứu thuật tốn phương thức để đảm bảo nh bí mật xác thực thông tin gồm hệ mã mật , hàm băm, hệ chư ký điện số, chế phân phối, quản lý khóa giao thức mật mã

• Thám mã: Nghiên cứu phương pháp phá mã tạo mã giả gồm phương pháp thám mã ,

phương pháp giả mạo chư ký, phương pháp công ,các hàm băm giao thức mật mã

2

2.1.1 Định nghĩa mật mã

• Mã hóa (cryptography) ngành khoa học phương pháp truyền n bảo mật Trong ếng Hy Lạp, “Crypto” (krypte) có nghĩa che dấu hay đảo lộn, cịn “Graphy” (grafik) có nghĩa từ [3]

• Văn gốc hiểu hay rõ (P-Plaintext) • Văn dạng bí mật khơng thể hiểu

gọi mã (C-Ciphertext)

Một hệ mã mật (P, C, K, E, D) thoả điều kiện 1) P không gian rõ: tập hữu hạn rõ có 2) C không gian mã: tập hữu hạn mã có 3) K kkhơng gian khố: tập hữu hạn khố có 4) Đối với k є K, có quy tắc mã hố ek є E

quy tắc giải mã tương ứng dk є D

5).Với ek: P →C dk: C →P hàm mà dk(ek(x)) = x cho rõ x є P Hàm giải mã dk() ánh xạ ngược hàm mã hóa ek

4

• Tính chất ,5 nh chất quan trọng mã hoá Nếu mã hoá ek mã nhận sau giải mã hàm dk() kết nhận

được phải rõ ban đầu x , hàm ek(x) phải đơn ánh, khơng ta khơng giải mã Vì tồn (x1 ,x2) : y = ek(x1) = ek(x2)  Bản mã Y không tồn

2.1.3 Mơ hình truyền n bản của mật mã

học luật Kirchoff

• Theo luật Kirchoff (1835 - 1903) (một nguyên tắc bản mã hố) thì: tồn chế

mã/giải mã trừ khố khơng bí mật kẻ địch

• Ý nghĩa :sự an tồn của hệ mã mật không

phải dựa vào sự phức tạp của thuật toán mã

• Mật mã học ngành khoa học có lịch sử khoảng 4000 năm

• Các phương pháp mã hóa đơn giản đầu ên mà loài người sử dụng người Ba Tư cổ người Do Thái cổ

• Lịch sử mật mã học => hai thời kỳ sau:

– Thời kỳ ền khoa học: Từ trước công nguyên năm 1949 : Mang tính nghệ thuật

– Lịch sử mật mã học đại đánh dấu vào năm 1949 Claude Shannon đưa lý thuyết

thông tin

– Đầu năm 1970 phát triển thuật toán mã hóa khối đầu tiên: Lucipher DES

• Vào cuối năm 1970 phát triển thuật tốn khóa cơng khai sau Whi ield Diffie Mar n

Hellman công bố báo “New Direc ons in

Cryptography” làm tảng cho đời hệ mã khóa cơng khai hệ chữ ký số

• Các hệ mã khối ếp tục phát triển thay cho DES vào cuối kỷ 20 IDEA, AES 3DES (một cải ến DES)

• Các hàm băm MD5 (một hàm băm thuộc họ MD Ron Rivest phát triển) SHA1

• Các thuật tốn mã hóa khóa bí mật ( hệ mã mật

khóa bí mật hay khóa đối xứng SKC (Symmetric Key Cryptosytems), ví dụ : Caesar, DES, AES …

• Các thuật tốn mã hóa khóa cơng khai (các hệ mã

khóa cơng khai PKC )(Public Key Cryptosystems)

Cịn gọi hệ mã khóa bất đối xứng (Asymmetric Key Cryptosytems) Khóa sử dụng cho thuật

tốn khóa : Public Key Private key

• Các thuật tốn tạo chữ ký số (Digital Signature Algorithms) : RSA, ElGammma…

• Các hàm băm (Hash functions)