HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Nguyễn Tiến Đạt BẢO MẬT MOBILE AGENT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÁC GIAO DỊCH ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2013 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Thế Quế Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm 2013 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 MỞ ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng của các kỹ thuật tiên tiến về máy tính, đặc biệt là các giải pháp mạng, cùng với sự bùng nổ mạnh mẽ các dịch vụ và nguồn thông tin trên mạng đã làm gia tăng số người sử dụng Internet đến con số hàng trăm triệu người. Dựa vào nền tảng đó, lĩnh vực thương mại điện tử đã phát triển nhanh chóng để phục vụ tốt hơn cho người mua và người bán trong giao dịch hàng hóa. Tuy nhiên, các giao dịch này cần được bảo mật để đảm bảo lợi ích cho người bán hàng và người mua hàng. Việc bảo mật này nhằm ngăn chặn bên thứ 3 tác động vào giao dịch và đảm bảo giao dịch được hoàn thành một cách chính xác. Từ đó tránh được thiệt hại về kinh tế cho họ. Để hiểu thêm về vấn đề này, em chọn đề tài “Bảo mật mobile agent và ứng dụng trong các giao dịch điện tử” nhằm nắm được những khái niệm cơ bản về mobile agent đồng thời đề cập đến vấn đề bảo mật trong mobile agent và đi vào chi tiết ứng dụng của bảo mật mobile agent trong các giao dịch điện tử. 2 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MOBILE AGENT 1.1 Mở đầu Theo truyền thống, một ứng dụng phân tán có cấu trúc xây dựng trên mô hình client-server sẽ thực hiện việc giao tiếp thông qua cơ chế truyền thông điệp hoặc các lời gọi hàm từ xa (Remote Procedure Call-RPC). Các mô hình giao tiếp này thường phải đồng bộ, nghĩa là phía client tạm ngưng hoạt động của mình trong thời gian gởi yêu cầu đến server và đợi đến khi nhận được kết quả trả về từ server. Một kiến trúc tiến bộ hơn là Remote Evaluation (REV) do Stamos và Gifford đưa ra vào năm 1990. Trong mô hình REV, thay vì yêu cầu thực hiện các hàm từ xa thì client chỉ việc gởi mã nguồn các hàm của nó đến server và yêu cầu server thực hiện rồi trả về kết quả. Một số hệ thống gần đây cũng đã giới thiệu khái niệm thông điệp chủ động (active messages) có thể di trú giữa các vị trí trên mạng, mang theo mã của chương trình để thực thi tại những vị trí này. Mobile agents là mô hình tiến hóa tiên tiến nhất so với các mô hình trước đó. Hình 1 cho thấy sự khác biệt của Mobile agents so với RPC và REV Hình 1.1: Sự tiến hóa của mô hình mobile agent 3 1.2 Khái niệm về mobile agent Mobile agent là danh từ ghép giữa agent (trợ lý) và mobile (di động). Một mobile agent là một chương trình có khả năng di chuyển một cách tự trị từ nút mạng này sang nút mạng khác và thực hiện các xử lý thay thế cho con người để đạt được mục tiêu được giao phó. Khi di chuyển, các mobile agent đóng gói mã nguồn, dữ liệu và cả trạng thái thi hành. Nhờ vậy mobile agent có thể dừng việc thi hành đang thực hiện tại máy này, di chuyển sang máy khác và khôi phục lại sự thi hành tại máy đích. 1.3 Các đặc tính của mobile agent  Tính tự trị (autonomous)  Tính di động  Tính thích ứng  Khả năng cộng tác 1.4 Nguyên lý hoạt động của mobile agent 1.4.1 Hỗ trợ cho các tác vụ đã dis-connect Không giống với mô hình client/server, các agent tiếp tục hoạt động khi đã dis- connect. Đối với các agent di chuyển vào hoặc ra khỏi laptop, hướng tiếp cận cổ điển thường thất bại. Để khắc phục vấn đề này, hệ thống docking laptop thành lập với mỗi laptop sẽ thường trực kết nối với mỗi máy dock. Tất cả các máy sẽ có một agent dock – master. 4 Hình 1.2 Hệ thống laptop-docking 1.4.2 Hỗ trợ việc chọn hướng di chuyển Thế giới các agent là biến động và không chắc chắn. Các máy có thể hoạt động và không hoạt động, thông tin có thể thay đổi và các máy đích mà agent cần di chuyển tới để hoàn thành việc thu thập thông tin thường là không biết trước ở thời điểm agent hoạt động. Một agent tự quản trị sẽ khập khiễng nếu agent không nhận biết dược trạng thái thế giới bên ngoài nó. Vì nó không có một cách thức nào để nhận biết và thích nghi với những thay đổi trong môi trường của nó. Trong phần này, ta sẽ mô tả phần cảm ứng (sensor) cho phép một agent xác định được trạng thái bên ngoài của nó và một cơ chế sử dụng phần cảm ứng này cho sự di chuyển thích ứng.  Network sensing Network sensing là khả năng cho laptop phát hiện trạng thái kết nối mạng bên ngoài của nó – là một phần của hệ thống laptop – docking đã mô tả ở phần trước. Tuy nhiên, nó còn thực hiện nhiệm vụ quan trọng hơn nữa khi cung cấp cho các agent thông tin về thời gian cần thiết quá cảnh trên mạng, và site nào có thể tới được. Thông tin này cho phép các agent thích nghi với điều kiện mạng thay đổi. 5 Khảo sát 1 agent cần tới tài nguyên của một số site. Một agent thông mình phải thích ứng với một thực tế là một số site hiện tại không thể tới được, và nên tới site khác. Một agent thông mình hơn có thể lập kế hoạch site nào tới trước, site nào tới sau dựa vào việc đánh giá độ trễ của mạng hiện tại của mỗi site.  Navigation agent để định vị các agent khác mà có thể phục vụ được nhu cầu của chúng, các agent cần tham khảo tới 1 bảng chỉ mục động chứa các agent dịch vụ và vị trí của chúng. Hệ thống này gọi là trang vàng ảo giúp đỡ các agent di chuyển đến đâu. Các trang vàng này chứa danh sách các dịch vụ và vị trí của chúng. Qua tham khảo dịch vụ navigation và sử dụng công cụ network sensing. Các agent có thể hoạch định hướng di chuyển thích ứng đến các dịch vụ. 1.5 Công cụ phát triển mobile agent Hiện nay có nhiều hệ thống tác tử di động đã được các công ty, tổ chức danh tiếng xây dựng như Aglets của IBM, Voyager của Object Space, Mole của Đại học Stuttgart (Đức), Telescript của General Magic, JADE của Telecom Italia Lab, Concordia của Mitsubishi Electric Lab, … Mỗi hệ thống đều được sử dụng cho các mục đích riêng, trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Đa số các hệ tác tử di độngs sử dụng Java để hỗ trợ phát triển ứng dụng nhưng mỗi hệ thống có đặc thù riêng của nó. 1.5.1 Java – ngôn ngữ hiệu quả dùng để phát triển tác tử Có nhiều yêu cầu về công nghệ để cài đặt các hệ tác tử di động. Cơ bản bao gồm các yêu cầu về cấu trúc của phương tiện tính toán, môi trường mà các tác tử đó hoạt động. Các host phải được thiết kế, cài đặt và triển khai không chỉ cho phép các tác tử thực hiện mà còn phải thực hiện một cách an toàn. Hiện nay, chưa có một hệ thống nào có thể đáp ứng được hoàn toàn các yêu cầu đề ra cho một hệ tác tử di động. Java do Sun Microsystem phát triển được xem là môi trường tốt nhất hiện nay chứa những đặc tính cần thiết cho việc xây dựng các hệ thống tác tử di động. Java là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng cho mạng hay được gọi là ngôn ngữ của Internet. Một số đặc điểm (như độc lập với môi trường, nạp lớp động, lập trình đa luồng, hỗ trợ đối tượng phân tán, tuần tự hoá đối 6 tượng, thi hành an toàn, …) cho thấy Java là một ngôn ngữ hiệu quả dùng cho lập trình các tác tử. 1.5.2 Công cụ phát triển Aglets Workbench. Aglets Workbench được xây dựng và phát triển bởi D.B.Lange và IBM Tokyo Research Laboratory. Aglets Workbench bao gồm: bộ công cụ phát triển aglets (ASDK) và platform để các aglet thi hành trên đó. Hiện nay bộ Aglets Software Development Kit (ASDK) do IBM phát triển đã dừng lại ở phiên bản 1.1beta3 trên nền JDK1.1. Phiên bản mới nhất của ASDK là 2.0.2 do SourceForge phát triển trên nền JDK1.3 1.6 Lợi ích cùa mobile agent Có bảy lợi ích chính đối với việc ứng dụng mobile agent: 1.6.1 Giảm tải mạng Kỹ thuật mobile agent cho phép người dùng đóng gói cuộc hội thoại, gởi nó đến máy đích và thực hiện xử lý dữ liệu, trao đổi cục bộ tại đó. Như thế sẽ góp phần làm giảm những dòng dữ liệu thô trên mạng ; và như thế, tải mạng sẽ giảm đáng kể. Phương châm thực hiện của kỹ thuật mobile agents là: mang xử lý đến nơi chứa dữ liệu hơn là mang dữ liệu về chỗ xử lý. 1.6.2 Khắc phục sự trễ mạng Mobile agents tỏ ra hữu ích trong việc khắc phục độ trễ nhờ vào việc các agent có thể được gửi đi từ một trung tâm điều khiển và hành động cục bộ, tự trị, trực tiếp thi hành các chỉ dẫn của người điều khiển. 1.6.3 Đóng gói các giao thức các agents có thể mang trên mình các giao thức thích hợp và di chuyển tới các máy ở xa để thiết lập các kênh truyền nhận thông tin tương ứng. 1.6.4 Thi hành không đồng bộ và tự trị Giải pháp mobile agents giải quyết vấn đề này bằng cách nhúng tác vụ cần thực hiện vào agent, rồi gửi lên mạng. Sau khi được gửi đi, agent trở nên độc lập thi hành không đồng bộ và có khả năng tự trị. Các thiết bị di động sau đó có thể kết nối trở lại để đón agent về. 7 1.6.5 Thích ứng nhanh Các agent có khả năng cảm nhận những thay đổi của môi trường thi hành và tác động trở lại những thay đổi ấy một cách tự động. Việc thay đổi của agent sẽ xử lý các vấn đề ngày càng hiệu quả hơn, khắc phục được những vướng mắc trước đó. 1.6.6 Khắc phục tình trạng không đồng nhất Do mobile agent độc lập với máy tính (phần cứng và hệ điều hành) và tầng vận chuyển, chỉ phụ thuộc vào môi trường thi hành, nên chúng cung cấp một điều kiện tối ưu cho việc liên kết các hệ thống không liên quan gì lại với nhau. 1.6.7 Mạnh mẽ và có khả năng chế ngự lỗi cao Khả năng phản ứng lại của mobile agent đối với các tình huống và sự kiện không thuận lợi. Vì vậy làm cho nó dễ xây dựng các hệ thống phân tán tự sửa sai. Nếu có một host bị tắt, tất cả các agent thực hiện trên máy đó sẽ được cảnh báo và có một khoảng thời gian để di chuyển qua host khác và tiếp tục thực hiện phép toán trên host khác. 1.7 ỨNG DỤNG MOBILE AGENT 1.7.1 Thu thập thông tin phân tán Trong trường hợp có nhu cầu truy vấn phức tạp, chuyên biệt và liên qua đến nhiều nguồn dữ liệu phân tán, không đồng nhất, việc cử các tác tử di động di chuyển đến các nguồn tin để khai thác tại chỗ và cuối cùng là quay về với những thông tin cần thiết sẽ cho phép giảm tải mạng và giải quyết tốt hơn bài toán tương thích 1.7.2 Quản trị hệ thống mạng Đối với những hệ thống mạng lớn, việc chuẩn đoán lỗi, duy trì sự ổn định của hệ thống là các công việc rất khó khăn. Việc ứng dụng tác tử di động vào việc quản trị mạng sẽ giúp cho các công việc chẩn đoán lỗi và duy trì từ xa sự ổn định của hệ thống được dễ dàng hơn. 1.7.3 Hỗ trợ các thiết bị di động Do đặc điểm tài nguyên hạn chế và không kết nối thường xuyên, việc xây dựng các ứng dụng dựa trên tác tử di động với khả năng di chuyển đến các máy tính có cấu hình 8 mạnh hơn để hoạt động (truy vấn cơ sở dữ liệu, tìm tin…) rồi trả kết quả về sẽ là một giải pháp tốt cho người dùng các thiết bị di động. 1.7.4 Thương mại điện tử Mobile agent rất phù hợp với thương mại điện tử. Mobile agent có thể giúp chúng ta từ việc lựa chọn hàng hóa, đặt đơn hàng cho đến thanh toán tiền. Các ứng dụng thương mại điện tử cho phép người dùng thực hiện các giao dịch trong kinh doanh trên mạng. Một giao dịch có thể bao gồm sự thương lượng với các thực thể ở xa và có thể đòi hỏi truy cập nguồn thông tin liên tục thay đổi. Từ thực tế đó nảy sinh nhu cầu thay đổi hành vi của các thực thể để đạt được một nghi thức chung trong việc thương lượng. Hơn nữa, việc di chuyển các thành phần của ứng dụng tiến gần đến nguồn thông tin thích hợp cho giao dịch cũng được quan tâm. Vì thế công nghệ tác tử di động là một giải pháp rất hấp dẫn cho lĩnh vực này. Kết luận chương: Chương này đã đề cập đến các khái niệm cơ sở của mobile agent, đó là các agent có thêm đặc tính di động. Qua đó mobile agent mang đến nhiều lợi ích như: giảm tải mạng, khắc phục độ trễ, thi hành tự trị và không đồng bộ. Từ những lợi ích này mà mobile agent được ứng dụng trong các lĩnh vực như thương mại điện tử, thu thập thông tin phân tán, Quản trị hệ thống mạng, Hỗ trợ các thiết bị di động, phổ biến thông tin, xử lý song song, theo dõi và thông báo, đóng vai trò người trợ lý. [...]... agent đã thể hiện được các tiện lợi khi ứng dụng vào lĩnh vự thương mại điện tử như thanh toán điện tử, mua bán trực tuyến và đấu giá trực tuyến Để đảm bảo cho các giao dịch điện tử này được bảo mật, chúng ta đã đưa ra các biện pháp để bảo mật cho hai đối tượng là mobile agent và bảo mật nền tảng agent Việc bảo mật này nhằm tác dụng: tránh cho agent ăn cắp thông tin, tránh cho agent bị làm thay đổi... mạnh mẽ và có khả năng chế ngự lỗi cao Dựa vào các đặc tính và lợi ích của mobile agent như vậy, nên nó đã được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và trong lĩnh vực khoa học công nghệ Các ứng dụng tiêu biểu của mobile agent bao gồm: thu thập thông tin phân tán, quản trị hệ thống mạng, hỗ trợ các thiết bị di động và thương mại điện tử Các ứng dụng trong lĩnh vực thương mại điện tử bao gồm: giao dịch mua... an toàn từ mobile agent thành các loại sau 2.3.1 Sự bảo vệ agent Các máy ở xa đe dọa agent Agent đe dọa agent khác Kẻ lạ mặt đe dọa agent 2.3.2 Sự bảo vệ máy phục vụ Các agent đến đe dọa các máy phục vụ Kẻ lạ mặt đe dọa các máy 2.3.3 Sự bảo vệ hệ thống mạng Agent đến đe dọa hệ thống mạng 2.4 Các dịch vụ an toàn Các dịch vụ an toàn đóng vai trò rất quan trọng nếu muốn bảo vệ các agent và các server... việc sử dụng các agent cũng như cho các agent thi hành trên các máy tính của họ Từ đó việc triển khai các ứng dụng của mobile agent sẽ không được mở rộng Phần này, sẽ trình bày về vấn đề bảo mật trong mobile agent 2.2 Các phương thức tấn công trong mobile agent Ta chia các dạng tấn công đối với agent và các máy chứa chúng thành hai loại chính: - Tấn công tiêu cực - Tấn công tích cực 2.2.1 Các dạng... đề Giao dịch trên mạng đang phát triển mạnh mẽ nhờ các đặc tính thuận lợi của nó Tuy nhiên giao dịch trên mạng vẫn còn bị dè dặt bởi sự an toàn của nó khi mà các gian lận hay các cuộc tấn công giao dịch ngày càng tăng và tinh vi hơn Trong chương này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về việc bảo mật mobile agent nhằm làm tăng tín an toàn và tin cậy của các giao dịch điện tử 3.2 Bảo mật trong giao dịch mua... sử dụng hệ thống an toàn SSL khi di chuyển cũng như sử dụng các biện pháp mã hóa dữ liệu an toàn như mã hóa công khai,…Đối với các máy phục vụ cần phải đưa ra các chính sách an toàn bao gồm xác nhận người dùng, xác nhận máy gửi agent đi, định các quyền truy cập trên các tài nguyên cũng như các dịch vụ mà nó cung cấp CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG BẢO MẬT MOBILE AGENT TRONG CÁC GIAO DỊCH ĐIỆN TỬ 3.1 Đặt vấn đề Giao. .. từ các môi trường thi hành mà mobile agent hoạt động trong đó Các máy này có thể làm sai lệch các dịch vụ mà agent đòi hỏi, hay thăm dò để ăn cắp thông tin, …Ngoài ra các mobile agent còn phải đối đầu với các nguy cơ phá hoại thông tin và ăn cắp từ các agent khác Máy phục vụ một mặt cung cấp các dịch vụ cho các mobile agent hoạt động, mặt khác phải bảo vệ nó khỏi bất kỳ cuộc tấn công nào của các mobile. .. mật trong giao dịch thanh toán qua mạng Trong thanh toán qua mạng, thì mobile agent có nhiệm vụ di chuyển đến máy chủ thanh toán của nhà cung cấp hàng hóa Để đảm bảo bảo mật này, thì hệ thống bảo mật cần bảo vệ các agent gửi đi thanh toán cần đảm bảo không bị làm sai lệch thông tin mà nó đang mang theo, cũng như bảo mật thông tin này không bị câu trộm trong hành trình của mobile agent Khi mobile agent. .. thời gian và không gian Tuy nhiên, giao dịch thanh toán đang phải đối mặt với nhiều nguy cơ gây gại cho bên thanh toán và bên nhận thanh toán Các nguy cơ bao gồm: việc đánh cắp thông tin quan trọng, giả mạo Để tăng tính bảo mật và an toàn cho giao dịch thanh tóan điện tử, một trong những biện pháp đó là áp dụng chữ ký điện tử vào trong giao dịch 3.5.1 ươ ự ệ ữ ệ ử ả ểm tra Kết luận chương Mobile agent. .. trên mạng, giao dịch thanh toán trực tuyến và đấu giá trực tuyến Vấn đề lưu tâm nhất của các giao dịch trực tuyến này đó là việc bảo mật cho các bên tham gia giao dịch Khi các giao dịch trực tuyến này được bảo mật sẽ ngăn chặn dược các nguy cơ với agent và nền tảng như: ăn cắp thông tin, làm sai lệch thông tin, theo dõi và phân tích sự chuyển động của một agent tin cậy, truy cập bất hợp pháp vào một nền . bảo mật trong mobile agent và đi vào chi tiết ứng dụng của bảo mật mobile agent trong các giao dịch điện tử. 2 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MOBILE AGENT 1.1. tài Bảo mật mobile agent và ứng dụng trong các giao dịch điện tử nhằm nắm được những khái niệm cơ bản về mobile agent đồng thời đề cập đến vấn đề bảo mật