Nghiên cứu, phát triển các lược đồ chữ ký số tập thể

Luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ LƯU HỒNG DŨNG NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN CÁC LƯỢC ĐỒ CHỮ KÝ SỐ TẬP THỂ LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ LƯU HỒNG DŨNG NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN CÁC LƯỢC ĐỒ CHỮ KÝ SỐ TẬP THỂ Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 62 52 02 03 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Vũ Minh Tiến TS Nguyễn Văn Liên HÀ NỘI - 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết trình bày Luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG KHÁI QT VỀ MƠ HÌNH CHỮ KÝ SỐ TẬP THỂ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Một số khái niệm thuật ngữ liên quan .6 1.1.1 Một số khái niệm .6 1.1.2 Các thuật ngữ liên quan 1.2 An tồn thơng tin hệ thống truyền tin 10 1.2.1 Các hệ thống truyền tin số vấn đề an tồn thơng tin .10 1.2.2 Giải pháp an tồn thơng tin hệ thống truyền tin .11 1.3 Hướng nghiên cứu đề tài luận án 12 1.3.1 Đặt vấn đề .12 1.3.2 Mơ hình chữ ký số tập thể 13 1.3.3 Lược đồ chữ ký số tập thể 25 1.4 Kết luận Chương 29 CHƯƠNG PHÁT TRIỂN CÁC LƯỢC ĐỒ CHỮ KÝ SỐ TẬP THỂ DỰA TRÊN HỆ MẬT RSA 30 2.1 Hệ mật RSA 30 2.1.1 Thuật tốn hình thành khóa 30 2.1.2 Thuật toán mật mã khóa cơng khai RSA .31 2.1.3 Thuật toán chữ ký số RSA 31 2.1.4 Cơ sở xây dựng hệ mật RSA 32 2.2 Xây dựng lược đồ sở dựa hệ mật RSA 33 2.2.1 Lược đồ sở - LD 1.01 33 2.2.2 Tính đắn lược đồ sở LD 1.01 35 2.2.3 Mức độ an toàn lược đồ sở LD 1.01 36 2.3 Xây dựng lược đồ chữ ký số tập thể 38 2.3.1 Lược đồ chữ ký số đơn - LD 1.02 .38 iii 2.3.2 Lược đồ đa chữ ký song song - LD 1.03 47 2.3.3 Lược đồ đa chữ ký nối tiếp - LD 1.04 53 2.4 Kết luận Chương 61 CHƯƠNG PHÁT TRIỂN CÁC LƯỢC ĐỒ CHỮ KÝ SỐ TẬP THỂ DỰA TRÊN HỆ MẬT ELGAMAL VÀ CHUẨN CHỮ KÝ SỐ GOST R34.10-94 62 3.1 Hệ mật ElGamal chuẩn chữ ký số GOST R34.10-94 62 3.1.1 Hệ mật ElGamal 62 3.1.2 Chuẩn chữ ký số GOST R34.10-94 .64 3.1.3 Cơ sở xây dựng hệ mật ElGamal Chuẩn chữ ký số GOSTR34.10-94 65 3.2 Xây dựng lược đồ sở dựa hệ mật ElGamal chuẩn chữ ký số GOST R34.10-94 66 3.2.1 Lược đồ sở loại - LD 2.01 66 3.2.2 Lược đồ sở loại - LD 2.02 71 3.3 Xây dựng lược đồ chữ ký số tập thể 75 3.3.1 Lược đồ chữ ký số đơn - LD 2.03 .75 3.3.2 Lược đồ chữ ký số đơn mã hóa - LD 2.04 81 3.3.3 Lược đồ đa chữ ký song song - LD 2.05 92 3.3.4 Lược đồ đa chữ ký nối tiếp - LD 2.06 98 3.3.5 Lược đồ đa chữ ký mã hóa song song - LD 2.07 107 3.3.6 Lược đồ đa chữ ký mã hóa nối tiếp - LD 2.08 117 3.4 Kết luận Chương .131 KẾT LUẬN 133 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO .136 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv Các ký hiệu gcd(a,b) Ước số chung lớn a b H(.) Hàm băm || Toán tử nối/trộn xâu a|b a ước số b IDi Thông tin nhận dạng thực thể cuối Ui M Thông điệp liệu xi Khóa bí mật thực thể ký Ui yi Khóa công khai thực thể ký Ui Các chữ viết tắt CA Certificate Authority CRL Certificate Revocation List DSA Digital Signature Algorithm DSS Digital Signature Standard EE End Entity LDAP Lightweight Directory Access Protocol ITU Internet Telecommumications Union ISO PKC International Organization Standardization Public Key Certificate PKC1 Public Key Cryptography PKI Public Key Infrastructure RA Registration Authority RSA Rivest Shamir Adleman SHA Secure Hash Algorithm for v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Cấu trúc hệ truyền tin Cấu trúc hệ truyền tin an tồn Mơ hình chữ ký số tập thể với cấu trúc Mơ hình chữ ký số tập thể với cấu trúc phân cấp Cấu trúc chế hình thành Chứng khóa cơng khai Cơ chế kiểm tra tính hợp lệ Chứng khóa cơng khai Cấu trúc chế hình thành Thơng báo chứng bị thu hồi Cơ chế hình thành chữ ký số tập thể Cơ chế hình thành chữ ký cá nhân thực thể ký Cơ chế hình thành chữ ký CA Cơ chế kiểm tra chữ ký cá nhân Cơ chế kiểm tra chữ ký tập thể 10 11 14 15 18 19 20 21 22 23 24 25 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, mà Chính phủ điện tử Thương mại điện tử trở thành xu hướng tất yếu hầu hết quốc gia giới, có Việt Nam, chứng thực số [11] yếu tố thiếu ngày trở nên quan trọng Việc đời chứng thực số đảm bảo cho việc xây dựng thành cơng Chính phủ điện tử Thương mại điện tử theo nhu cầu phát triển xã hội mà cịn có tác dụng to lớn việc phát triển ứng dụng mạng Internet Hạ tầng công nghệ chứng thực số Hạ tầng sở khố cơng khai (PKI - Public Key Infrastructure) [1] với tảng mật mã khố cơng khai (PKC - Public Key Cryptography) [9] chữ ký số (Digital Signature) [13] Trong giao dịch điện tử, chữ ký số sử dụng nhằm đáp ứng yêu cầu chứng thực nguồn gốc tính tồn vẹn thông tin Chứng thực nguồn gốc thông tin chứng thực danh tính thực thể (con người, thiết bị kỹ thuật, ) tạo hay có mối quan hệ với thông tin trao đổi giao dịch điện tử Các mơ hình ứng dụng chữ ký số cho phép đáp ứng tốt yêu cầu chứng thực nguồn gốc thông tin tạo thực thể có tính độc lập Tuy nhiên, mơ hình mà thực thể tạo thông tin thành viên hay phận tổ chức (đơn vị hành chính, hệ thống kỹ thuật, ) nguồn gốc thông tin cấp độ tổ chức mà thực thể tạo thành viên hay phận lại khơng chứng thực Nói cách khác, u cầu việc chứng thực đồng thời danh tính thực thể tạo thơng tin danh tính tổ chức mà thực thể tạo thông tin thành viên hay phận khơng đáp ứng mơ hình ứng dụng chữ ký số Trong đó, yêu cầu ngày trở nên thực tế cần thiết để bảo đảm cho ... chữ ký, phân tích sở xây dựng, mức độ an tồn hệ mật RSA, từ đề xuất lược đồ chữ ký số làm sở để xây dựng phát triển lược đồ chữ ký số tập thể Xây dựng lược đồ chữ ký số tập thể theo mơ hình chữ. .. Trong Luận án , mơ hình ứng dụng chữ ký số với yêu cầu đặt gọi mơ hình chữ ký số tập thể lược đồ chữ ký số xây dựng theo mơ gọi lược đồ chữ ký số tập thể Một hướng nghiên cứu vậy, chưa đặt u cầu có... thông phát triển mạnh mẽ nhu cầu ứng dụng chữ ký số tập thể dịch vụ chứng thực điện tử tất yếu Trước tình hình nghiên cứu ngồi nước chữ ký tập thể việc nghiên cứu, phát triển bước đưa chữ ký tập thể