2.3.4.1 Hệ mật mã đối xứng
Hệ mật mã đối xứng hay còn gọi là hệ mật mã qui ước. Các giải thuật đối xứng sử dụng một khóa duy nhất để mật mã và giải mật mã tất cả các bản tin. Phía phát sử dụng khóa để mật mã hóa bản tin sau đó gửi đến phía thu xác định. Nhận được bản tin, phía thu sử dụng chính khóa này để giải mật mã bản tin. Giải thuật này làm việc tốt khi có cách an toàn để trao đổi khóa giữa các người sử dụng. Trao đổi khóa là một vấn đề mà bản thân mật mã hóa đối xứng không thể giải quyết được và nếu không có phương pháp trao đổi khóa an ninh thì phương pháp này chỉ hữu hiệu giữa 2 đối tượng riêng.
Mật mã đối xứng cung cấp một giải pháp mã hoá mạnh bảo vệ dữ liệu bằng một key lớn được sử dụng. Tuy nhiên, để bảo vệ các keys này bạn luôn luôn phải lưu giữ chúng và được gọi là private key. Nếu key này bị mất hay bị lộ, khi đó sẽ không đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu nữa.
Tuy nhiên có thể sử dụng một giải pháp thông minh hơn đó là Public Key Infrastructure (PKI) giải pháp được sử dụng kết hợp với mật mã đối xứng trong quá
CHƯƠNG II : AN NINH TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG
trình truyền thông tin keys. Việc truyền thông tin key bằng việc sử dụng một mã hoá để truyền với sử dụng một phiên truyền thông tin duy nhất.
2.3.4.2 Tấn công một hệ mật mã đối xứng
Tấn công (attack) hay bẻ khóa (crack) một hệ thống mật mã là quá trình thực hiện việc giải mã thông tin mật một cách trái phép.Thuật ngữ cryptonalysis được dùng để chỉ hành vi bẻ khóa và người thực hiện bẻ khóa được gọi là cryptanalyst
Thông thường đây là hành vi của một kẻ tấn công khi muốn xâm nhập vào một hệ thống đã được bảo vệ mật mã.Theo nguyên tắc mật mã,để lấy được thông tin gốc,thì tác nhân giải mã phải có được 3 thành phần: thông tin mật (ciphertext),khóa (secret key) và thuật toán giải mã (decryption algorithm).Kẻ tấn công thường không có đầy đủ 3 thông tin này,do đó,thường cố gắng để giải mã thông tin bằng hai phương pháp sau:
-Phương pháp phân tích mã(cryptanalysis) : dựa vào bản chất của thuật toán mả hóa,cùng với một đoạn thông tin gốc hoặc thông tin mật có được,kẻ tấn công tìm cách phân tích để tìm ra toàn bộ thông tin gốc hoặc tìm ra khóa,rồi sau đó thưc hiện việc giải mã toàn bộ thông tin mật.
-Phương pháp thử tuần tự (brute-force):bằng cách thử tất cả các khóa có thể,kẻ tấn công có khả năng tìm được khó đúng và do đó giải mã được thông tin mật.
Trong thực tế,thuật toán mã không được xem như một thông tin mật,bởi vì mục đích xây dựng một thuật toán mã là để phổ biến cho nhiều người dùng và cho nhiều ứng dụng khác nhau.Do vậy,tất cả các tìn huống để giả thiết rằng kẻ tấn công đã biết trước thuật toán mã.
Như vậy ,thành phần quan trọng cuối cùng của một hệ thống mã là khóa của hệ thống,khóa này phải được giữ bí mật giữa các thực thể tham gia
Mốt cách tổng quát,chiều dài khóa càng lớn thì thời gian cần thiết để dò ra bằng cách thử càng lớn,do vậy khả năng phát hiện khóa càng thấp.
CHƯƠNG II : AN NINH TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG
2.3.4.3 Hệ mật mã bất đối xứng
Mật mã bất đối xứng hay còn gọi là mã hoá sử dụng public key. Nó sử dụng một cặp key đó là public key và private key thể hiển hình dưới đây. Trong mỗi quá trình truyền thông tin sử dụng mật mã bất đối xứng chúng cần một cặp key duy nhất. Nó tạo ra khả năng có thể sử dụng linh hoạt và phát triển trong tương lai hơn là giải pháp mật mã đối xứng. Private key bạn cần phải giữ riêng và đảm bảo tính bảo mật và nó không truyền trên mạng.
Hình 2.1: Một hệ thống mã hoá sử dụng mật mã bất đối xứng
Nếu bạn sử dụng private key để mã hoá thì người nhận sẽ phải sử dụng public key của bạn để giải mã. Nếu bạn sử dụng public key của người nhận để mã hoá thì người nhận sẽ sử dụng private của họ để giải mã thông tin.Mật mã bất đối xứng hoạt động chậm hơn phương thức mật mã đối xứng. Nó thường đước sử dụng để bảo mật quá trình truyền key của mật mã đối xứng. Nó cung cấp bảo mật cho quá trình truyền thông tin bằng các dịch vụ: Nhận thực, toàn vẹn, bảo mật và cấm từ chối.
2.3.4.4 Tấn công hệ mã bất đối xứng
Các thuật toán mật mả bất đối xứng dựa tên cơ sở lý thuyết số nguyên rất lớn,do đó,an toàn của hệ thống mã phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
-Các thao tác tạo cặp khóa,mã hóa và giải mã phải dễ thực hiện khi có đầy đủ các thông tin ( khóa công khai,khóa riêng,thông tin gốc,thông tin mật) tùy theo từng tình huống.
- Các thao tác tìm khóa riêng từ khóa công khai hoặc giải mã bằng khóa công khai không thể thực hiện được.
Một số kỹ thuật tấn công hệ thống mật mã bất đối xứng
CHƯƠNG II : AN NINH TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG
- Tấn công bằng các dò khóa (brute-force) : thử lần lượt các khóa giống như tấn công hệ thống mã đối xứng.Thách thức đối với hacker cũng chính là thời gian thưc hiện tấn công,được xác định bởi số lần thử,và số lần thử lại được xác định bởi chiều dài khóa.Ngoài ra,độ phức tạp tính toán của mã bất đối xứng cao hơn nhiều so với mã đối xứng,cộng chiều dài khóa lên đến hang ngàn bit thì kiểu tấn công này xem như không khả thi.
-Tấn công bằng phân tích mã: dụng các công cụ toán để tìm khóa riêng sau khi biết khóa công khai.Cho đến nay,chưa tồn tại một minh chứng nào cho thấy có thể tìm được khóa riêng từ khóa công khai,do đó nguy cơ này xem là rất thấp.
2.3.5 Hashing – Hàm băm
Hashing là một phương thức mật mã nhưng nó không phải là một thuật toán mã hoá. Dữ liệu đầu vào của bạn có thể là một file, một ổ đĩa một quá trình truyền thông tin trên mạng, hay một bức thư điện tử. Hashing sử dụng nó để phát hiện ra dữ liệu có toàn vẹn trong quá trình lưu trữ hay trong khi truyền hay không.
CHƯƠNG II : AN NINH TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG
Hình 2 .2: Ví dụ về thống số MAC
Ví dụ, thông số hash value được tính toán để so sánh với thông số hash value được tạo ra trước đó một tuần. Nếu hai thông số giống nhau thì dữ liệu chưa có sự thay đổi. Nếu hai thông số có sự khác nhau, thì dữ liệu đã bị thay đổi. Trong hình 2.2 thể hiện cơ bản về hash hay thông số MAC.
Thông số MAC value được tính toán bởi người gửi (sender) và người nhận (receive) với cùng một thuật toán.
Không như các phương thức mật mã khác, chúng sẽ làm thay đổi dữ liệu thành một dạng mật mã, quá trình hashing sử dụng một thông số hash value và không thay đổi dữ liệu ban đầu. Bởi vì các tính năng đặc biệt, hashing có thể sử dụng để bảo vệ và kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu. Nó cũng có khả năng sử dụng để kiểm tra khi có một tiến trình copy được thực hiện và đảm bảo tính chính xác của dữ liệu khi chúng được copy.
CHƯƠNG II : AN NINH TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG
Message Digest 5 (MD5) là một thuật toán hash với 128-bit hash. Điều này có nghĩa không có vấn đề với dữ liệu đầu vào và dữ liệu đầu ra sau quá trình hash bởi nó luôn luôn thêm vào 128 bits. Sức mạnh của quá trình hashing là nó được thực hiện một chiều và không thể có phương thức nào có thể thực hiện ngược lại được để converts thông số hash thành dữ liệu ban đầu. Nếu một vài người có được các thông số hash của bạn, họ không thể lấy được dữ liệu ban đầu. Tuy nhiên đó không phải là phương thức mật mã không thể tấn công.. Tuy nhiên một thuật toán nào cũng có những bất cập riêng, bằng việc sử dụng các phần mềm, password crackers chúng có thể phát hiện ra đoạn mã thêm vào dữ liệu ban đầu và chỉ cần xoá đoạn hash value đi là có thể truy cập bình thường.
Thuật toán hashing thường được sử dụng:
- Giải thuật băm an toàn (Secure Hash Algorithm -SHA-1) với giá trị hash 160- bit
- Giải thuật tiêu hóa tin 5 (Message Digest 5 -MD5) với giá trị hash 128-bit
Kết luận Chương:
Biết được các đe dọa trong thông tin di động, đồng thời đảm bảo được 5 mục tiêu quan trọng khi truyền số liệu: nhận thực, toàn vẹn , bảo mật, trao quyền và cấm từ chối, ta sẽ xây dựng được một môi trường an ninh vững chắc cho mạng thông tin di động, đảm bảo thông tin được thông suốt và an toàn. Tuy nhiên, việc tạo lập một môi trường an ninh cho các hệ thống thông tin di động được thực hiện trên một kiến trúc an ninh tổng quát .
CHƯƠNG III : GIẢI PHÁP AN NINH TRONG 3G UMTS
CHƯƠNG III: GIẢI PHÁP AN NINH TRONG 3G UMTS
Giới thiệu chương:
Đây là chương chính của đề tài.An ninh luôn là một vấn đề quan trọng trong di động,vì vậy cần phải có những giải pháp thiết thực.Trong chương này,ta sẽ tìm hiểu về cách nhận thực,các hàm bảo mật và toàn vẹn trong hệ thống UMTS