ĐỀ TÀI XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ ELGAMMAL

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - BÀI TẬP LỚN MƠN AN TỒN BẢO MẬT THƠNG TIN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÃ HOÁ VÀ GIẢI MÃ ELGAMMAL CBHD : ThS Trần Phương Nhung Nhóm : 16 Họ tên sinh viên : Lớp Bùi Đăng Tân 2018602630 Nguyễn Văn Thàng 2018603539 Cao Thế Thắng 2018606392 : 20202IT6001002-KTPM2 K13 Hà Nội – 2021 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CHƯƠNG 2 : KẾT QUẢ NGHIEN CỨU 2.1 Giới thiệu 2.2 Nội dung thuật toán 2.3 Cài đặt triển khai 2.3.1 Công cụ lập trình NetBeans 2.3.2 Cơng cụ lập trình Visual Studio 13 2.3.3 Cơng cụ lập trình PyCharm 17 2.4 Thực toán 18 2.4.1 Phân công công việc 18 2.4.2 Bùi Đăng Tân - Viết chương trình demo mã hóa giải mã Elgamal ngơn ngữ lập trình Java .18 2.4.3 Nguyễn Văn Thàng - Viết chương trình demo mã hóa giải mã Elgamal ngơn ngữ lập trình C# 24 2.4.4 Cao Thế Thắng - Viết chương trình demo mã hóa giải mã Elgamal ngơn ngữ lập trình Python 28 CHƯƠNG III: PHẦN KIẾN THỨC LĨNH HỘI VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM .33 3.1 Nội dung thực 33 3.2 Hướng phát triển 37 KẾT LUẬN .39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triển vũ bão khoa học công nghệ Trong đó, ngành CNTT có vị dẫn đầu có vai trò quan trọng trọng phát triển chung Các lĩnh vực CNTT áp dụng nhiều lĩnh vực sống Vì vậy, vấn đề bảo mật thông tin vấn đề đặt lên hàng đầu trình phát triển lĩnh vực Bắt nguồn với ý tưởng này, với gợi ý giảng viên Trần Phương Nhung, chúng em chọn đề tài “Xây dựng chương trình mã hố giải mã Elgammal” hồn thành báo cáo thực nghiệm phần kế hoạch giao Có kết vậy, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên Trần Phương Nhung, người hướng dẫn chúng em suốt trình làm báo cáo thực nghiệm Chúng em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN Ngày nay, việc trao đổi thông tin qua internet việc cự kỳ phổ biến, phần quan trọng thiếu đời sống công việc người đặc biệt thời kỳ dịch bệnh Covid-19 diễn biến phức tạp Bên cạnh việc trao đổi thơng tin khơng thể thiếu bảo mật thơng tin Bởi thơng tin sau đưa lên mạng dễ bị đánh cắp bị sửa đổi Để đảm bảo việc truyền tin an tồn kiểm tra tính tồn vẹn thơng tin, người ta thường mã hóa thơng tin trước truyền số hệ mật DES, Triple DES(3DES), RC4, AES, RSA, Rabin, Diffle-Hellman, Elgamal,… Một hệ thống mật mã hệ bao gồm thành phần (P, C, K, E, D) thỏa mãn tính chất : - P (Plaintext) tập hợp hữu hạn rõ (hay cịn gị không gian rõ) - C (Ciphertext) tập hợp hữu hạn mã (hay cịn gọi khơng gian mã) - K (Key) tập hợp khóa (hay cịn gọi khơng gian khóa) - E (Encryption) tập hợp quy tắc mã hóa có thể.(hay cịn gọi khơng gian hàm mã hóa) - D (Decryption) tập hợp quy tắc giải mã có thể(hay cịn gọi khơng gian hàm giải mã) Q trình mã hóa tiến hành cách áp dụng hàm tốn học E lên thơng tin P để trở thành thông tin để trở thành thông tin mã hóa C Q trình giải mã tiến hành ngược lại: áp dụng hàm D lên thông tin C để thông tin giải mã Hệ mật mã gồm loại : - Hệ mật mã đối xứng (hay cịn gọi hệ mật mã khóa bí mật): hệ mật dùng chung khóa trình mã hóa giải mã thơng tin Do khóa phải giữ bí mật tuyệt đối Một số thuật tốn tiếng mã hóa đối xứng là: DES, Triple DES(3DES), RC4, AES, - Hệ mật mã bất đối xứng(hay gọi mật mã khóa cơng khai): Các hệ mật dùng khóa để mã hóa sau dùng khóa khác để giải mã, nghĩa khóa để mã hóa khóa để giải mã khác Các khóa tạo nên cặp chuyển đổi ngược khơng có khóa suy khóa cịn lại Khóa dùng để mã hóa cơng khai khóa dùng để giải mã giữ bí mật Do thuật tốn có hai loại khóa: khóa dùng để mã hóa gọi khóa cơng khai-Public Key cịn khóa để giải mã gọi khóa bí mậtPrivate Key Một số thuật tốn mã hóa cơng khai tiếng: DiffleHellman, Elgamal, RSA, Rabin, Mật mã khóa cơng khai bước tiến lớn ngành mật mã Hệ mật mã đời phá bỏ tư cũ mật mã, đồng thời có nhiều ứng dụng to lớn như: phân phối khóa, chữ ký số v.v Mặc dù giải điểm yếu logic hệ mật mã khóa đối xứng hệ mật mã khóa cơng khai(bất đối xứng) đồng thời biến điểm mạnh hệ mật mã khóa bí mật thành điểm yếu Hệ khóa cơng khai tính tốn chậm liên tục xử lý số lớn (ở ElGamal tính tốn với số ngun tố lớn) Để đảm bảo tính an tồn hệ mật mã ElGamal Một quy luật tự nhiên yếu đâu ta khắc phục Để giảm thời gian tính tốn hệ mật mã khóa cơng khai, ta cố gắng thực Giảm độ dài khóa đồng thời giữ tính an tồn hệ mật mã Đây xu mật mã học Xuất phát từ mong muốn tìm hiểu, tạo nên chương trình demo mã hóa giải mã thơng tin lợi ích mà việc mã hóa mang lại với yêu cầu tập lớn môn an tồn bảo mật thơng tin nên nhóm 16 chúng em lựa chọn tìm hiểu hệ mã hóa cơng khai (hệ mật mã bất đối xứng) Elgamal với mục đích hiểu rõ phương pháp, cách thức thực mã hóa, giải mã thuật tốn dùng để mã hóa giải mã thơng tin Qua ta thấy tầm quan trọng hệ mã hóa cơng khai Elgamal việc truyền tin an tồn kiểm tra tính tồn vẹn thông tin Hệ mật mã Elgamal đề xuất lần vào năm 1985 Taher Elgamal Hệ Elgamal dựa tốn logarithm rời rạc nên tính bảo hệ mật Elgamal phụ thuộc vào độ phức tạp tốn logarithm - Là hệ mã hóa bất đối xứng sử dụng tính chất tốn mà việc tính xi dễ dàng việc tính ngược lại lại tốn nhiều thời gian, đến hàng triệu năm - Hệ Elgamal biến thể sơ đồ phân phối khóa Diffie-Hellmal - So với RSA, Hệ Elgamal khơng có nhiều rắc rối vấn đề quyền sử dụng Thuật tốn tạo khóa hệ mã hóa Elgamal : - B1 : Chọn số nguyên tố p lớn - B2 : Chọn giá trị nguyên thủy alpha modulo p - B3 : Chọn ngẫu nhiên số a cho