Mã hóa trong truyền tải và bảo mật dữ liệu lớn

Mã hóa đối xứng và bất đối xứng .1 Khái niệm cơ bản

Các vấn đề bảo mật bao gồm mã hóa dữ liệu, xác thực chủ thể, ngăn chặn tấn công Man-in-the-Middle, và giữ cho dữ liệu toàn vẹn trong quá trình truyền tải. - Phát hiện và đối mặt với các thách thức cụ thể trong quá trình truyền tải và bảo mật dữ liệu lớn, sau đó đề xuất các giải pháp cụ thể để vượt qua những thách thức đó. Bản rừ là dữ liệu mà bạn muốn bảo vệ hoặc giữ bí mật và được biến đổi thành dạng mã hóa (bản mã) để ngăn ngừa người không có quyền truy cập đọc hoặc hiểu nó.

Kỹ thuật trao đổi khóa Diffie-Hellman

Để hai người có thể cùng sở hữu khóa chung, họ bắt buộc phải trao đổi và thỏa thuận với nhau. Ngày nay, công đoạn này chủ yếu diễn ra trên môi trường mạng Internet công cộng - nơi không được an toàn cho lắm. Trong quá trình thỏa thuận và trao đổi khóa, có khả năng khóa chung (khóa bí mật) sẽ bị các kẻ xấu lấy được.

Nhờ thế các thông điệp do 2 bên trao đổi với nhau, cũng sẽ bị kẻ này dễ dàng giải mã và đọc được. Giao thức trao đổi khóa Diffie-Hellman được sử dụng để khắc phục nhược điểm trên của các hệ mật khóa đối xứng. Bằng cách cung cấp một quy trình kết hợp với việc sử dụng các bài toán khó, giao thức cho phép 2 bên thỏa thuận và xác định khóa chung mà không cần truyền khóa qua môi trường mạng Internet.

− Cụ thể giao thức Diffie-Hellman hoạt động thế nào thì chúng ta sẽ cùng xem ví dụ sau, vẫn là câu chuyện về Bob và Alice, nhưng lần này họ sẽ chơi trò. Ngoài môi trường mạng Internet công khai thì có sẵn 1 màu, công khai, và ai cũng biết màu đó là gì. Ở đây, Alice chọn cho mình màu đỏ, Bob chọn màu xanh lá, còn màu công khai ngoài Internet là màu vàng.

− Giao thức được diễn giải dưới dạng toán học như sau: Giao thức sử dụng nhóm nhân số nguyên modulo p, trong đó p số nguyên tố, và g là căn.

Thuật toán RSA

• Thủ tục mã hóa và giải mã .1 Mã hóa
• Ví dụ minh họa .1 Sinh khóa

Bất cứ ai cũng có thể dùng khóa công khai để có thể mã hóa được nguồn dữ liệu muốn gửi đi thế nhưng để giải mã được dữ liệu gửi đi đó thì buộc phải có sự hỗ trợ của khóa bí mật. − Hoạt động gửi và nhận sẽ được can thiệp bởi RSA vì bản thân nó chứa 2 khóa là khóa công khai và khóa bí mật để làm 2 nhiệm vụ bất đối xứng và mã hóa và giải mã. Việc mã hóa để bảo mật thông tin nhưng gây bất lợi cho người nhận khi không thể giải mã được các giá trị thông tin đã được mã hóa, chính vì thế mà cần đến yếu tố khóa bí mật luôn đi kèm với việc mã hóa, và khóa bí mật này cũng chỉ có ở người nhận thông tin đã mã hóa được gửi tới họ thông qua RSA.

Khóa công khai (Public Key): Khóa công khai bao gồm cặp (n, e) và thường được phân phối rộng rãi cho người khác có thể mã hóa thông tin gửi cho bạn. Thông điệp cần phải được biểu diễn dưới dạng số nguyên (thường thông qua một quá trình gọi là mã hóa văn bản thuận nghịch). Người nhận tính số nguyên m (plaintext) bằng m = (c^d) % n, trong đó c là ciphertext và n là thành phần modulus đã được sử dụng trong quá trình mã hóa.

Khi sử dụng e nhỏ có thể tăng tốc độ mã hóa, tuy nhiên đồng nghĩa với nó là chi phí cho việc phân tích vét cạn là không lớn => Kẻ tấn công có thể nghe trộm và lấy được bản mã. Trong quá trình này, dữ liệu đã mã hóa có thể trôi qua một số nguy cơ, nhưng nó sẽ không thể giải mã được nếu không có khóa bí mật của Bob. − Quá trình này đảm bảo rằng dữ liệu gửi đi có thể được bảo vệ và không thể bị đánh cắp dễ dàng trong quá trình truyền tải.

Khóa công khai có thể chia sẻ công khai mà không gây nguy cơ cho tính bảo mật, trong khi khóa bí mật phải được bảo vệ cẩn thận.

Các giao thức sử dụng .1 TLS/SSL

• FTPS

− Đặc tính kết nối riêng tư: mã hoá đối xứng được sử dụng để mã hoá dữ liệu (mã hoá AES..) Các khoá để mã hoá đối xứng được sinh ra cho mỗi lần kết nối và được thoả thuận bí mật của giao thức khác (ví dụ TLS). − Ngoài ra giao thức TLS còn được sử dụng để phân mảnh, nén, đóng gói, mã hoá dữ liệu, cho phép máy chủ xác nhận nhau và thoả thuận thuật toán mã hoá. Giao thức này được thay thế cho trình Telnet không có mã hóa, kết hợp sử dụng thêm kỹ thuật Cryptographic để đảm bảo tất cả hoạt động của Server từ xa đều diễn ra trong tình trạng mã hóa.

Giao thức này được thay thế cho trình Telnet không có mã hóa, kết hợp sử dụng thêm kỹ thuật Cryptographic để đảm bảo tất cả hoạt động của Server từ xa đều diễn ra trong tình trạng mã hóa. Client sẽ sử dụng con số được giải mã kết hợp với shared session key đang được sử dụng để giao tiếp và sử dụng MD5 để tính toán giá trị băm cho chúng. − Đăng nhập từ xa: SSH cho phép người dùng đăng nhập và quản lý các thiết bị từ xa, bảo vệ thông tin đăng nhập và truyền dữ liệu qua mạng một cách an toàn.

− SSH Asymmetric Encryption là một phương thức mã hóa không đối xứng được sử dụng trong giao thức SSH để bảo vệ đăng nhập và xác thực người dùng. Đặc biệt, nếu bạn đang làm việc với các thông tin nhạy cảm, như thông tin tài khoản ngân hàng hoặc thông tin đăng nhập của khách hàng, sử dụng SSH là rất quan trọng để đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu. − Đăng nhập vào máy chủ web: Khi bạn cần truy cập vào máy chủ web để quản lý hoặc cập nhật các file của trang web, SSH cung cấp một phương thức an toàn để truy cập vào máy chủ.

FTP (viết tắt của File Transfer Protocol – Giao thức chuyển nhượng tập tin ): Đây là một giao thức truyền tải tập tin từ một máy tính đến máy tính khác (thường là máy tính cá nhân và server) thông qua một mạng TCP hoặc qua mạng Internet. − Data Connection: Khác với tiến trình Control Connection, Data Connection là một kết nối dữ liệu TCP được tạo ra với mục đích chuyên biệt là truyền tải dữ liệu giữa máy Client và máy Server. SCP sử dụng cơ chế mã hóa đối với cả thông tin xác thực và dữ liệu truyền tải, làm tăng cường bảo mật trong quá trình sao chép tệp tin hoặc thư mục giữa các máy tính.

Hướng phát triển về mặt tính năng

− Sử dụng machine learning để phân tích dữ liệu và dự đoán các rủi ro an ninh, cũng như tối ưu hóa hiệu suất.