Bài giảng An toàn máy tính: Bài 4 - ThS. Tô Nguyễn Nhật Quang

Bài giảng An toàn máy tính - Bài 4: Các giải thuật mã hóa dữ liệu cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu về mật mã hóa, lịch sử của mật mã, giải thuật mã hóa cổ điển, giải thuật mã hóa hiện đại, bẻ gãy một hệ thống mật mã. Mời các bạn cùng tham khảo.

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Khoa Mạng Máy Tính Truyền Thơng AN TỒN MẠNG MÁY TÍNH ThS Tơ Nguyễn Nhật Quang NỘI DUNG MƠN HỌC Tổng quan an ninh mạng Các phần mềm gây hại Các giải thuật mã hố liệu Mã hố khố cơng khai quản lý khoá Chứng thực liệu Một số giao thức bảo mật mạng Bảo mật mạng không dây Bảo mật mạng ngoại vi Tìm kiếm phát xâm nhập ATMMT - TNNQ BÀI CÁC GIẢI THUẬT MÃ HỐ DỮ LIỆU Các giải thuật mã hố liệu Giới thiệu mật mã hoá Lịch sử mật mã Giải thuật mã hoá cổ điển Giải thuật mã hoá đại Bẻ gãy hệ thống mật mã Bài tập ATMMT - TNNQ Giới thiệu mật mã hoá • Giới thiệu  Mật mã hoá sử dụng kể từ cổ đại tận ngày  Hiện nay, giao dịch tài chính, chuyển khoản, mua sắm hàng hoá, thư từ, tài liệu… thực nhiều qua mơi trường mạng địi hỏi liệu phải bảo mật tốt => phải mã hoá ATMMT - TNNQ Giới thiệu mật mã hoá ATMMT - TNNQ Giới thiệu mật mã hố • Một số khái niệm  Thơng báo, văn bản: chuỗi hữu hạn ký hiệu lấy từ bảng chữ Z ký hiệu m  Mật mã hoá: việc biến đổi thơng báo cho khơng thể hiểu người khác người nhận mong muốn  Phép mật mã hoá thường ký hiệu e(m), với m thông báo cần mã hoá ATMMT - TNNQ Giới thiệu mật mã hố • Một số khái niệm  Khố: thơng số đầu vào phép mã hoá giải mã Khoá dùng để mã hoá ký hiệu ke, khoá dùng để giải mã ký hiệu kd  Chuỗi mật mã: chuỗi nguỵ trang, tức chuỗi thơng báo qua phép mật mã hố thường ký hiệu c: c=e(m,ke)  Phép giải mã d(c,kd) q trình xác định thơng báo gốc (m) từ chuỗi mật mã c khoá giải mã kd, thường ký hiệu d(c,kd): d(c,kd)=m ATMMT - TNNQ Giới thiệu mật mã hoá ATMMT - TNNQ Giới thiệu mật mã hoá ATMMT - TNNQ 10 Bẻ gãy hệ thống mật mã Các khả công hệ thống: ATMMT - TNNQ 92 Bẻ gãy hệ thống mật mã Các khả công hệ thống: • Tấn cơng dựa chuỗi mật mã (crytogram-only attack): đối phương biết vài mẫu chuỗi mật mã c • Tấn cơng dựa văn biết (known-plaintext attack): Trong trường hợp người công giả thiết biết độ dài đáng kể văn thông báo chuỗi mật mã tương ứng, từ cố gắng tìm khố • Tấn cơng dựa văn chọn (chosen-plaintext attack): người cơng có số lượng tuỳ ý cặp thông báo chuỗi mật mã tương ứng (m, c) ATMMT - TNNQ 93 Bẻ gãy hệ thống mật mã Các khả công hệ thống: Kiểu công Đối phương nắm ciphertext only attack Chỉ văn mã c known plaintext attack Cả văn nguồn p văn mã c chosen plaintext attack Đột nhập vào máy mã hoá Tự chọn văn p mã hoá lấy văn mã c tương ứng chosen ciphertext attack Đột nhập vào máy giải mã Tự chọn văn mã c giải mã lấy văn p tương ứng ATMMT - TNNQ 94 Bẻ gãy hệ thống mật mã Thời gian trung bình để tìm khố theo kiểu vét cạn Time required at 106 decryption/ms Key size (bits) Number of alternative keys Time required at decryption/ms 32 232 = 4.3 x 109 231 ms = 35.8 minutes 56 256 = 7.2 x 1016 255 ms = 1142 years 10.01 hours 128 2128 = 3.4 x 1038 2127 ms = 5.4 x 1024 years 5.4 x 1018 years 168 2168 = 3.7 x 1050 2167 ms = 5.9 x 1036 years 5.9 x 1030 years 26 characters (permutation) 26! = x 1026 x = 6.4 x 1012 1026 ms years 6.4 x 106 years ATMMT - TNNQ 2.15 milliseconds 95 Bẻ gãy hệ thống mật mã Thời gian trung bình để tìm khoá theo kiểu vét cạn ATMMT - TNNQ 96 Bẻ gãy hệ thống mật mã Công cụ phân tích Cryptool ATMMT - TNNQ 97 Bài tập Giải thích chế việc bẻ gãy mật mã hệ thống sau: ATMMT - TNNQ 98 Bài tập Tìm mã hố ký số 1-9: • Mỗi biểu tượng số chín biểu tượng xuất mảng () mã hóa chữ số đến • Cột bên phải tổng số hàng • Hàng cho tổng số cột • Một dấu hỏi đại diện cho hai chữ số không thiết phải số trường hợp ATMMT - TNNQ 99 Bài tập Tìm mã hoá ký số 1-9: ATMMT - TNNQ 100 Bài tập Sử dụng cơng cụ Cryptool • Cryptool ứng dụng miễn phí chạy Windows, thường sử dụng để phân tích giải thuật mã hố Phiên 1.4.30 • Địa download Cryptool: http://www.cryptool.org/ ATMMT - TNNQ 101 Bài tập Nêu chế hoạt động viết ứng dụng cho phép mã hoá giải mã với (hai) số giải thuật mã hố sau: • Vigenère • Hill • Affine • Playfair • Solitaire ATMMT - TNNQ 102 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 ATMMT - TNNQ 103 Bài tập Trình bày tổng quan chế hoạt động giải thuật RSA Viết ứng dụng mã hoá giải mã cho giải thuật mã hoá đại tuỳ chọn DES AES 10 Viết ứng dụng mơ giao thức trao đổi khố Diffie – Hellman ATMMT - TNNQ 104 Bài tập 11 Viết ứng dụng mơ giải thuật mã hố RSA 12 Nêu cách sử dụng cơng cụ mã hố TrueCrypt 13 Thực mã hoá giải mã liệu với công cụ EFS (Encrypt File System) ATMMT - TNNQ 105 ATMMT - TNNQ 106 ... sử mật mã Máy Enigma ATMMT - TNNQ 14 Máy Enigma ATMMT - TNNQ 15 Lịch sử mật mã Máy Sigaba Máy TypeX ATMMT - TNNQ 16 Lịch sử mật mã • Mật mã học đại  Cha đẻ mật mã học đại Claude Shannon  Tiêu... rãi hệ thống máy rôto điện tử có tên gọi máy Enigma  Phe Đồng minh sử dụng máy TypeX Anh máy SIGABA Mỹ, thiết kế điện dùng rôto tương tự máy Enigma, song với nhiều nâng cấp ATMMT - TNNQ 13 Lịch... (n-gram) • Với bảng chữ gồm 26 ký tự tiếng Anh phép thay n-gram có khố hốn vị 26n n-gram khác •  Phá mã? ATMMT - TNNQ 24 Giải thuật mã hoá cổ điển Mã thay n-gram Trong trường hợp diagram hốn vị gồm