Tiền điện tử cũng có một số đặc điểm tương tự như tiền giấy: dùng để biểu diễn một lượng tiền nào đó, có thể chuyển nhượng được, không để lại dấu vết, có tính
ẩn danh, có thể mang đi mang lại và đặc biệt có thểđổi được.
2.2.3.1. Tính an toàn (security).
* Đảm bảo đồng tiền điện tử không bị sao chép, không bị sử dụng lại. * Sự giả mạo(forgery).
Các gian lận thường gặp trong hệ thống thanh toán là sự giả mạo. Tương tự như
tiền giấy, có hai loại giả mạo đối với tiền điện tử.
+ Giả mạo đồng tiền: tạo ra đồng tiền giả giống như thật, nhưng không có xác nhận rút tiền của ngân hàng.
+ Tiêu một đồng tiền nhiều lần: là sử dụng cùng một đồng tiền nhiều lần (thuậtngữ tương đương như double spending, hay multiple spending, hay repeat spending)
2.2.3.2. Tính xác thực.
Do luôn có sự giả mạo, nên ta cần phải xác lập được các mức khác nhau về cách
đánh giá tính xác thực.
+ Nhận dạng người dùng: Người dùng cần phải biết mình đang giao dịch với ai. + Xác thực tính toàn vẹn thông điệp: đảm bảo bản copy của thông điệp hoàn toàn giống bản ban đầu.
2.2.3.3. Tính riêng tư ( privacy)
Chưa thể định nghĩa một cách rõ ràng tính chất này của Tiền điện tử. Đối với một số người, tính riêng tư có nghĩa là sự bảo vệ chống lại “eavesdropping”. Đối với một số người khác như David Chaum, “tính riêng tư” có nghĩa là trong quá trình thanh toán, người trả tiền phải được ẩn danh, không để lại dấu vết, ngân hàng không nói được tiền giao dịch là của ai.
Tính chất này nhằm bảo vệ người dùng, khó có thể truy vết, chấp nối mối quan hệ
giữa người dùng với các giao dịch hay chi tiêu mà người đó thực hiện. Tính chất này cũng có thể thấy rõ trong các giao dịch bằng tiền mặt. Sau khi thanh toán, việc chứng minh người nào đã sở hữu số tiền đó trước đây là rất khó.
2.2.3.4. Tính độc lập (portability)
Tính chất này có nghĩa là sự an toàn của Tiền điện tử không phụ thuộc vào vị trí
địa lý. Tiền có thểđược chuyển qua mạng máy tính hoặc lưu trữ vào các thiết bị nhớ
khác nhau.
2.2.3.5. Tính chuyển nhượng được ( transferrability)
Người dùng Tiền điện tử có thể chuyển giao quyền sở hữu đồng tiền điện tử cho nhau. Tính chuyển nhượng được là một tính chất rất quan trọng cho việc tiêu tiền điện tử, thực sự giống với tiêu tiền mặt thông thường.
Hình 3: Mô hình giao dịch có tính chuyển nhượng
Tuy vậy, có một số vấn đề nảy sinh mà hệ thống vẫn cần phải giải quyết:
Kích thước dữ liệu tăng lên sau mỗi lần chuyển nhượng. Vì vậy, cần giới hạn số lần chuyển nhượng tối đa cho phép.
Phát hiện giả mạo và tiêu một đồng tiền nhiều lần có thể quá trễ, khi đồng tiền
đã được chuyển nhượng nhiều lần.
Người dùng có thể nhận ra đồng tiền của mình, nếu nó lại xuất hiện trong một lần giao dịch khác.
2.2.3.6. Tính phân chia được (divisibility)
Người dùng có thể phân chia đồng tiền của mình thành những mảnh có giá trị
nhỏ hơn, với điều kiện tổng giá trị các mảnh nhỏ bằng giá trị đồng tiền ban đầu. Tiền điện tử thực chất là một dãy số bị mã hóa, nên không phải hệ thống nào cũng thực hiện được việc chia dãy số này thành các đồng tiền có giá trị nhỏ hơn.
Chương 3: MỘT SỐ VẤN ĐỀ PHÁT SINH KHI DÙNG TIỀN ĐIỆN TỬ 3.1. MỘT SỐ VẤN ĐỀ PHÁT SINH.
Tiền điện tử mang lại lợi ích không chỉ cho phía người dùng mà còn cho cả phía ngân hàng cũng như phía nhà cung cấp. Tiền điện tử làm tăng tốc độ cũng như hiệu quả của các phiên giao dịch. Tuy nhiên, để Tiền điện tử thực sự trở thành một phương thức thanh toán hữu hiệu, các nhà công nghệ, các nhà phát triển và các chuyên gia an toàn thông tin còn đứng trước nhiều thách thức.
Hiện nay có nhiều vấn đề cần phải giải quyết với Tiền điện tử, trong đó có hai vấn đề lớn nhất là: vấn đề ẩn danh người sử dụng đồng tiền và vấn đề ngăn chặn người dùng tiêu một đồng tiền “điện tử” nhiều lần (double-spending).
3.1.1. Vấn đề ẩn danh người sử dụng đồng tiền.
Ẩn danh là đặc tính rất quan trọng của phương thức thanh toán bằng tiền điện tử. Tính ẩn danh được hiểu là người tiêu tiền phải được ẩn danh và không để lại dấu vết, nghĩa là ngân hàng không thể biết được: tiền giao dịch là của ai.
Để giải quyết vấn đề trên người ta đã sử dụng kỹ thuật “chữ ký mù”. Đó là dạng đặc biệt của chữ ký điện tử, nó đòi hỏi người ký thực hiện ký vào thông điệp mà không biết nội dung của nó. Người ký sau này có thể nhìn thấy cặp chữ ký, thông điệp, nhưng không thể biết được là mình đã ký thông điệp đó khi nào và ở đâu, mặc dù anh ta có thể kiểm tra được chữ ký đó là đúng đắn. Nó cũng giống như ký khi đang nhắm mắt vậy!
Với chữ ký mù của ngân hàng, họ không thể có được mối liên hệ nào giữa đồng tiền điện tử và chủ sở hữu của nó.
3.1.2. Vấn đề gian lận giá trị đồng tiền.
Việc Ngân hàng dùng chữ ký “mù” để ký vào đồng tiền làm nảy sinh một vấn đề khác, đó là: ông A gian lận, gửi tới ngân hàng đồng tiền ghi giá trị 50 $ để xin chữ ký của họ trên đồng tiền này, nhưng lại báo với ngân hàng rằng đồng tiền đó chỉ ghi giá trị 1$. Như vậy ông A đã có đồng tiền 50 $ cùng với chữ ký của ngân hàng, nhưng tài khoản của ông chỉ bị khấu trừ 1 $. Ông A đã “thắng” đậm.
3.1.3. Vấn đề tiêu xài một đồng tiền hai lần.
Tiền điện tử có dạng số hoá, nên dể dàng tạo bản sao từ bản gốc. Chúng ta không thể phân biệt được giữa đồng tiền “gốc” và đồng tiền “sao”. Kẻ gian có thể tiêu xài
đồng tiền “sao” này nhiều lần mà không bị phát hiện.
Hệ thống tiền điện tử được áp dụng vào thực tế, thì phải có khả năng ngăn ngừa hay phát hiện được trường hợp “Một đồng tiền tiêu xài hai lần” (double spending).
Để giải quyết vấn đề này, đã có các giải pháp khác nhau tuỳ theo từng hệ thống tiền điện tử.
3.2. GIẢI PHÁP CHO BÀI TOÁN “ẨN DANH” VÀ
“CHỐNG GIAN LẬN GIÁ TRỊĐỒNG TIỀN”. 3.2.1. Giới thiệu giải pháp.
Tính ẩn danh là đặc tính quan trọng của phương thức thanh toán bằng tiền điện tử
Nhưđã trình bày ở trên, để giải quyết vấn đề này, người ta dùng kỹ thuật chữ ký “mù”. Chữ ký “mù ”đảm bảo ngân hàng không có được bất cứ mối liên hệ nào giữa đồng tiền điện tử và chủ sở hữu của nó.
Tùy theo từng hệ thống tiền điện tử, sẽ áp dụng những sơ đồ chữ ký “mù” khác nhau. Chẳng hạn, lược đồ Chaum-Fiat-Naor dùng sơđồ chữ ký mù RSA, lược đồ
Brand dùng sơđồ chữ ký mù Schnorr. Mỗi lược đồ cũng có những ưu nhược điểm khác nhau.
Mặc dù đạt được tính ẩn danh, nhưng giải pháp chữ ký mù làm nảy sinh một vấn đề: làm sao để ngăn chặn Alice đưa cho ngân hàng ký một đồng tiền không trung thực. Ví dụ: Alice yêu cầu rút 1$, nhưng lại đưa cho ngân hàng ký lên đồng tiền có giá trị 100$. Vì ngân hàng ký mù lên đồng tiền đó, nên không thể biết được nội dung của nó. Để giải quyết vấn đề này, có hai phương pháp được đưa ra.
1). Phương pháp thứ nhất:
Ngân hàng dùng một bộ khóa (khoá ký, khóa kiểm tra chữ ký) khác nhau cho mỗi loại tiền. Nếu có k giá trịđồng tiền thì ngân hàng phải có k bộ khoá khác nhau.
Ví dụ với đồng tiền giá trị 1$ thì dùng khoá k1, đồng tiền 50 $ thì dùng khoá k50. Như vậy nếu gian lận của ông A tạo ra đồng tiền 50$ với khóa k1, thì đó là đồng tiền không hợp lệ.
2). Phương pháp thứ hai:
Để rút từ ngân hàng một đồng tiền giá trị T, ông A phải tạo k đồng tiền C1,C2,...,Ck cùng giá trị T. Chúng đều được gắn định danh, khác nhau duy nhất giữa chúng là số sê-ri. Ông A làm “mù” những đồng tiền này, và gửi chúng đến ngân hàng. Ngân hàng yêu cầu ông A cung cấp thông tin để khử “mù” k-1 đồng tiền bất kỳ. Ngân hàng khử “mù” và kiểm tra chúng. Nếu tất cảđều hợp lệ, ngân hàng ký “mù” lên
đồng tiền còn lại Ci (là đồng tiền mà ngân hàng không khử “mù”), và gửi cho ông A. Ngân hàng có sự đảm bảo cao rằng đồng tiền còn lại Ci cũng là hợp lệ, vì nếu ông A gửi kèm đồng tiền không hợp pháp trong số k đồng tiền, thì xác suất bị phát hiện ít nhất là k-1/ k. Xác suất này càng cao nếu k càng lớn. Tuy nhiên nếu k quá lớn thì hệ thống xử lý phải trao đổi nhiều dữ liệu.
3.2.2. Lược đồ Chaum-Fiat-Naor.
3.2.2.1. Lược đồ.
Lược đồ Chaum- Fiat- Naor, là lược đồ hệ thống tiền điện tử có tính ẩn danh.
Để bảo đảm tính ẩn danh của đồng tiền, lược đồ sử dụng kỹ thuật “chữ ký mù” RSA.
Trong đó khoá mật là a, khóa công khai là (n, b), hàm f , g không “va chạm”. Mỗi người dùng có số tài khoản u, ngân hàng sẽ giữ sốđếm v liên quan đến số
tài khoản này (đơn vị Ui tạo ra), ngân hàng dựa vào u để xác định kẻ gian lận.
Hình 4 : Khái quát lược đồ Chaum – Fiat – Naor
1). Khách hàng gửi đồng tiền ở dạng “mù” , yêu cầu Ngân hàng ký.
2). Ngân hàng gửi đồng tiền đã ký cho Khách hàng (đồng tiền vẫn còn “mù
3). Sau khi xóa “mù” đồng tiền, Khách hàng chuyển tiền cho Người bán hàng.
4). Người bán hàng chuyển giao hàng cho Khách hàng. 1
3 2
5 4
1/. Giao thức Rút tiền:
1). Ông A muốn rút từ ngân hàng một đồng tiềnẩn danh, thì phải tạo kđơn vịUi
và chuyển chúng đến ngân hàng. Mỗi Ui được tạo từ các số ngẫu nhiên ai , ci , di sao cho Ui độc lập và duy nhất, 1 ≤i≤k. Cụ thể ⊕ là phép XOR, ∧ là phép nối.
Ui = f (xi, yi ), xi = g ( ai , ci ), yi = g (ai ⊕ (u ∧ (v + i)), di ).
2). Ông A làm “mù” k đơn vị Ui thành Bi bằng tham số “mù” ngẫu nhiên ri và gửi chúng đến ngân hàng. Những tham số “mù” đó ngăn chặn ngân hàng kiểm tra tức thì nội dung những “đồng tiền” Ui. Cụ thể Bi = Ui ri b mod n.
3). Ngân hàng chọn ngẫu nhiên k/2 đơn vị Ui để kiểm tra, yêu cầu ông A cung cấp các tham số ri , ai , ci, di tương ứng với những đơn vị Ui mà ngân hàng đã chọn.
4). Ông A cung cấp cho ngân hàng các tham số ri , ai , ci, di theo yêu cầu.
5). Dựa vào các tham số do ông A cung cấp, ngân hàng xóa “mù” k/2 đơn vị Ui
đã chọn, kiểm tra đểđảm bảo rằng ông A không có gian lận.
Nếu không có gian lận, ngân hàng mới ký “mù” lên những đơn vị Uj còn lại (đó là đơn vịUj mà ngân hàng không xoá “mù, chính là Bj )và gửi cho ông A.
Chữ ký trên Bj là Bja mod n. Chú ý j ngẫu nhiên ≤ k, chỉ dùng k/2 phần tử Bj
Sau đó ngân hàng trừ số tiền tương ứng vào tài khoản của ông A.
6). Ông A xoá “mù” đơn vịBj đã được ngân hàng ký, bằng cách chia Bja cho rj. Lúc này ông A có đồng tiền điện tử với giá trị thật sự.
T = Uj a mod n = f (xj, yj) a mod n
2/. Giao thức Thanh toán:
1). Ông A gửi tiền T đến Ông B.
2). Ông B chọn chuỗi nhị phân ngẫu nhiên z1 z2… z k/2 và gửi nó đến ông A. 3). Ông A phản hồi lại tuỳ theo từng trường hợp sau:
+ Nếu zi = 1 thì ông A sẽ gửi đến ông B: ai, ci và yi
+ Nếu zi = 0 thì ông A sẽ gửi đến ông B: xi, ai ⊕ (u ∧ (v + i)) và di. 4). Ông B kiểm tra T là hợp lệ trước khi chấp nhận thanh toán của ông A.
3/. Giao thức Gửi tiền:
1). Ông B gửi lịch sử thanh toán đến ngân hàng. 2). Ngân hàng kiểm tra chữ ký số của ngân hàng.
3). Ngân hàng kiểm tra đồng tiền này không bị tiêu xài trước đó.
4). Ngân hàng nhập vào cơ sở dữ liệu những đồng tiền đã tiêu xài, ghi lại chuỗi nhị phân zi và những phản hồi tương ứng từ ông A. Điều này giúp phát hiện kẻ tiêu xài hai lần.
5). Ngân hàng ghi T vào tài khoản của Ông B.
3.2.2.2. Phân tích – đánh giá.
Lược đồ Chaum- Fiat- Naor là lược đồ hệ thống tiền điện tử có tính ẩn danh.
1).Để bảo đảm tính “ẩn danh” của đồng tiền, lược đồ dùng “chữ ký mù” RSA. 2).Để ngăn ngừa người rút tiền khai “gian lận giá trị” đồng tiền, lược đồđã sử
dụng giao thức “Cắt và chọn” Cut and choose).
Ngân hàng chọn ngẫu nhiên k/2 đơn vị Ui để kiểm tra, nếu không có gian lận xảy ra thì mới ký “mù” lên các đơn vị Uj còn lại. Cũng như lý luận ở trên về giao thức “Cắt và chọn”, ngân hàng có sựđảm bảo cao rằng đồng tiền còn lại Uj cũng là hợp lệ, nếu k càng lớn.
3). Để ngăn chặn việc ‘tiêu xài hai lần’ một đồng tiền, lược đồ dùng giao thức
“hỏi-đáp” để lấy một phần thông tin định danh gắn lên đồng tiền. Nếu nó được “tiêu xài hai lần”, thì thông tin định danh trên hai lần “tiêu xài” sẽ kết hợp lại, để truy vết tìm ra kẻ gian lận.
Nếu ông A tiêu tiền T hai lần, thì khả năng ngân hàng có thể lấy được cả hai tham số ai và ai⊕ (u ∧ (v + i)) để tính được u. Đó là số tài khoản của ông A tại ngân hàng, chính vì vậy từu, ngân hàng có thể truy ra được ông A là người có hành vi tiêu một đồng tiền hai lần.
Vì khả năng có cặp bít khác nhau trong 2 chuỗi z1, z2,…,zk/2 và z’1, z’2,…,z’k/2 là rất cao. Chỉ cần có một cặp bit tương ứng zi và z’i khác nhau, là ngân hàng có thể có
Xác suất để 2 chuỗi zi và z’i trùng nhau là /2 2
1
k , tức là ngân hàng không có đủ
thông tin để tìm ra được định danh của ông A. Như vậy nếu chọn k đủ lớn thì khả năng hai chuỗi zi và z’i trùng nhau có thể xem là khó thể xảy ra.
4). Chi phí.
Trong lược đồ Chaum-Fiat-Naor chi phí (thời gian, tính toán, tiền bac…) phụ thuộc vào độ lớn của k. Tại giao thức rút tiền, ông A gửi k packet đến ngân hàng, tuy nhiên, ngân hàng chỉ phải gửi trả lại 1 packet. Việc tiến hành làm “mù” và “xóa mù” k packet làm tăng sự tính toán, trao đổi và thời gian lưu trữ.
Tại giao thức thanh toán, sau khi ông A gửi tiền đến ông B. Ông B gửi một chuỗi nhị phân tới ông A, sau đó ông A phải gửi k/2 phản hồi khác nhau. Điều này làm tăng thời gian và sự tính toán, liên lạc và chi phí lưu trữ.
5). Tấn công.
Đây là phương pháp dựa vào kỹ thuật RSA, vì vậy, tất cả những cách tấn công vào RSA đều có thể tấn công vào lược đồ này.
Tuy nhiên, về mặt lý thuyết, có khả năng ông A có thể tránh được sự phát hiện của ngân hàng khi tiêu xài hai lân. Điều này xảy ra khi ông A và ông C cùng hợp tác với nhau, cụ thể như sau:
Ông A sau khi thực hiện một giao dịch thanh toán với ông B, sẽ gửi những tiền
đã tiêu tới ông C và mô tả cho ông C quá trình giao dịch với ông B. Như vậy, ngân hàng sẽ nhận được thông tin giao dịch từ ông B và ông C giống như nhau. Lúc này, ngân hàng sẽ không có khả năng xác định được định danh của ông A.
3.2.3. Lược đồ Brand.
Lược đồ được xây dựng dựa trên chữ ký Shnorr và bài toán đại diện trong nhóm cấp nguyên tố.
Gq là nhóm con cấp q của Zp*, trong đó p,q là số nguyên tố thỏa mãn q|(p-1)