a) Điện toán lưới [15]
Điện toán lƣới đặt trọng tâm vào việc di chuyển một tải công việc (workload) đến địa điểm của các tài nguyên điện toán cần thiết để sử dụng. Một lƣới là một nhóm máy chủ mà trên đó nhiệm vụ lớn đƣợc chia thành những tác vụ nhỏ để chạy song song, đƣợc xem là một máy chủ ảo. Sức mạnh cơ bản nhất của điện toán lƣới đó chính là nhằm đạt đƣợc hiệu năng cao nhất dựa trên rất nhiều máy tính hay nguồn lực tính toán trên mạng. Các nguồn lực này bao gồm: nguồn lực quản lý tri thức, hệ thống tích hợp kiến trúc dịch vụ lƣới mở, các nguồn lực tính toán khác cùng với dữ liệu.
Điện toán lƣới sẽ là một môi trƣờng tính toán đạt hiệu năng cao nhất khi nó đƣợc tổ chức một cách khoa học, có sự phối hợp của nhiều tổ chức, nhiều quốc gia. Dựa trên cở sở này, việc triển khai các ứng dụng thám mã vét cạn sẽ tính khả thi cao.
b) Điện toán đám mây [15]
Một công nghệ tính toán mạnh và đƣợc ứng dụng rộng rãi trong thời gian gần đây, đó là điện toán đám mây (Cloud Computing). Thuật ngữ điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lƣới. Điện toán đám mây, còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet. Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều đƣợc cung cấp dƣới dạng các dịch vụ, cho phép ngƣời sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó trong đám mây mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng nhƣ không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó.
c) Máy tính song song [15]
Tính toán song song là một hình thức tính toán trong đó nhiều phép tính đƣợc thực hiện đồng thời, hoạt động trên nguyên tắc là những vấn đề lớn đều có thể chia thành nhiều phần nhỏ hơn, sau đó đƣợc giải quyết tƣơng tranh ("trong lĩnh vực tính toán"). Có nhiều hình thức khác nhau của tính toán song song: song song cấp bit, song song cấp lệnh, song song dữ liệu, và song song tác vụ. Tính toán song song đã đƣợc sử dụng từ nhiều năm qua, chủ yếu là trong lĩnh vực tính toán hiệu năng cao. Gần đây hình thức tính toán này đƣợc quan tâm nhiều hơn, do những hạn chế vật lý ngăn chặn việc tăng hiệu năng tính toán chỉ bằng cách tăng tần số. Sự tiêu hao điện năng (dẫn đến sinh nhiệt) từ máy tính đã trở thành một mối lo ngại. Vì vậy, trong những năm gần đây, tính toán song song đã trở thành mô hình thống trị trong lĩnh vực kiến trúc máy tính, phần lớn là dƣới dạng bộ xử lý đa nhân.
23
Với đặc điểm về năng lực tính toán mạnh, máy tính song song là công cụ ứng dụng hiệu quả trong thám mã. Tuy nhiên, nó đòi hỏi áp dụng thuật toán phù hợp và phƣơng pháp lập trình song song.
d) Hệ thống máy tính cụm Cluster [15]
Hệ thống máy tính cụm cluster là một kiến trúc nhằm đảm bảo nâng cao khả năng sẵn sàng cho các hệ thống mạng máy tính. Cluster cho phép sử dụng nhiều máy chủ kết hợp với nhau tạo thành một cụm có tính dung lỗi nhằm đảm bảo tính sẵn sàng của hệ thống mạng. Cluster là một hệ thống bao gồm nhiều máy chủ đƣợc kết nối với nhau theo dạng song song hay phân tán và đƣợc sử dụng nhƣ một tài nguyên thống nhất. Nếu một máy chủ ngừng hoạt động do bị sự cố hoặc để nâng cấp, bảo trì, thì toàn bộ công việc mà máy chủ này đảm nhận sẽ đƣợc tự động chuyển sang cho một máy chủ khác (trong cùng một cluster) mà không làm cho hoạt động của hệ thống bị ngắt hay gián đoạn. Một hệ thống máy tính cụm cluster cần thoả mãn các yêu cầu về tính sẵn sàng cao (high availability), độ tin cậy cao (reliability) và khả năng mở rộng đƣợc (scalability).
Trong điều kiện kinh tế, kỹ thuật hiện nay, việc xây dựng đƣợc hệ thống thám mã dựa trên điện toán lƣới hoặc điện toán đám mây là hoàn toàn khả thi, nhƣng trên thực tế công việc thám mã là vô cùng nhạy cảm, có tính chất, phạm vi thuộc lĩnh vực an ninh quốc gia. Việc tận dụng các máy tính, các tài nguyên trên Internet vƣợt khỏi biên giới quốc gia là điều mà các cơ quan an ninh không mong muốn. Ngoài ra, so với các hệ thống khác thì hệ thống máy tính cụm cluster thƣờng đƣợc xây dựng với giá thành rẻ hơn, thuận lợi so với các hệ thống tính toán hiệu năng cao khác. Với những lý do trên, tác giả chọn hệ thống máy tính cụm cluster để hỗ trợ cho việc nghiên cứu, đề xuất phƣơng pháp thám mã DES.
24
Chƣơng III.NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT PHƢƠNG PHÁP THÁM MÃ DES
So với mật mã học thì khoa học thám mã là một lĩnh vực có liên quan, nhƣng đƣợc nghiên cứu một cách độc lập và có nhiều sự khác biệt rất lớn đối với mật mã học. Một điều khác biệt cơ bản đƣợc đề cập ở đây đó là thám mã phức tạp hơn mật mã rất nhiều. Nếu mã hóa đƣợc thực hiện trên các máy tính bình thƣờng, thì thám mã thƣờng đƣợc thực hiện trên các “siêu” máy tính hoặc các hệ thống tính toán hiệu năng cao. Nếu nói mật mã là khoa học, thì thám mã phải là khoa học và nghệ thuật. Bởi vì, công việc thám mã đòi hỏi phải hiểu biết rất chi tiết về mật mã, đồng thời hiểu biết rộng về các lĩnh vực toán học, ngôn ngữ học,... và nhiều kinh nghiệm, kỹ năng khác.
Độ phức tạp của công việc thám mã là rất lớn hoặc không thể xác định đƣợc khi không biết bản mã đƣợc mã hóa từ ngôn ngữ nào, hoặc đƣợc mã hóa từ hệ mật mã nào, bởi chế độ mã hóa nào (nếu đã biết hệ mật mã sử dụng để mã hóa), bản mã đƣợc mã hóa mấy lớp, bởi bao nhiêu hệ mã hóa v.v.. Do mức độ phức tạp nhƣ vậy, nên bài toán thám mã cần đƣợc mô tả và chi tiết hóa các yếu tố đầu vào.