Hệ mật RSA và ứng dụng lược đồ chữ ký số trong xác thực thông tin Đỗ Thanh Bình Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS chuyên ngành: Công nghệ phần mềm; Mã số: 60 48 10 Người hướng dẫn: PGS TS Đoàn Văn Ban Năm bảo vệ: 2007 Abstract: Giới thiệu mô hình một số hệ mật đang được ứng dụng như hệ mật mã dịch vòng, mã thay thế, hoán vị, hệ mật mã RSA,v.v ; Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến hệ mật mã khóa công khai RSA, phương pháp lập mã và giải mã, các đặc điểm và độ an toàn của hệ mật, vấn đề quản lý khóa, phân phối khóa; Giới thiệu chữ ký số RSA, các ứng dụng của chữ ký số trong việc xác thực dữ liệu, lược đồ chữ ký số; Ứng dụng cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu để xây dựng một chương trình mã hóa ứng dụng các kỹ thuật mã khóa bí mật, mã khóa công khai và lược đồ chữ ký số Keywords: An toàn dữ liệu, Hệ mật RSA, Xác thực thông tin Content MỞ ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, mạng máy tính đã trở thành phương tiện hữu dụng phục vụ công tác điều hành, trao đổi thông tin trong mọi lĩnh vực của xã hội. Song song với việc ứng dụng công nghệ thông tin trong cuộc sống, đặc biệt là việc sử dụng mạng internet như một môi trường giao tiếp thì vấn đề an toàn thông tin/dữ liệu trong quá trình gửi và nhận thông qua mạng có một vai trò hết sức quan trọng. Trên thế giới đã có rất nhiều hội nghị thường niên của Hiệp hội quốc tế về mã mật liên tục được tổ chức; các hội nghị Euro Crypt tại Châu Âu và Crypto tại Mỹ luôn thu hút sự quan tâm trên toàn thế giới của các chuyên gia an ninh thông tin. Các công nghệ mã hoá (mã mật) hiện đại đều không bảo mật công nghệ mã hoá (thuật toán mã hoá công khai), mà chỉ dựa vào bí mật chìa khoá giải mã (giải mã mật). Một hệ như vậy đáp ứng đầy đủ các yêu cầu bảo mật thông tin, phù hợp với xu hướng trao đổi thông tin qua mạng máy tính. Năm 1976, ý tưởng về hệ mật khoá công khai đã được Diffie và Hellman đưa ra, sau đó Rivest, Shamir và Adleman đưa ra hệ mật nổi tiếng RSA vào 1977. Tiếp đó đã ra đời một số hệ mật dựa trên các thuật toán khác nhau như: hệ mật xếp ba lô Markle-Hellman, hệ mật McElice, hệ mật Elgamal, hệ mật Chor-Rivest; hệ mật đường cong Elliptic,… Trong các hệ mật khoá công khai trên, có hệ mật RSA là hệ mật mã được xây dựng đầu tiên (ra đời năm 1977 tại MIT). RSA được liệt vào một trong các giải thuật mã hóa bất đối xứng được dùng thông dụng nhất cho đến ngày hôm nay, RSA được đặt tên từ ba nhà khoa học phát minh ra nó: Ron Rivest, Adi Shamir, và Leonard Adleman. Nó được dùng hàng ngày trong các giao dịch thương mại điện tử, dùng cho chữ ký số đảm bảo tính toàn vẹn của các thông điệp khi lưu chuyển trên Internet. Luận văn với đề tài “Hệ mật RSA và ứng dụng lược đồ chữ ký số trong xác thực thông tin” tập trung nghiên cứu và ứng dụng một trong những phương pháp bảo mật dữ liệu có tính an toàn cao nhất hiện nay. Luận văn sẽ tập trung tìm hiểu cơ sở toán học của lý thuyết mật mã, thuật toán và độ phức tạp của hệ mật mã khoá công khai RSA, các vấn đề về chứng thực thông qua lược đồ chữ ký RSA. Ngoài ra luận văn sẽ trình bày và xây dựng một ứng dụng mã hoá dữ liệu phục vụ truyền tin an toàn. Kết cấu luận văn được trình bày bao gồm những nội dung chính sau đây: Chương I: Tổng quan về các hệ mật mã Giới thiệu mô hình một số hệ mật mã đang được ứng dụng như hệ mã dịch vòng, mã thay thế, hoán vị, hệ mật mã RSA, v.v Chương II: Hệ mật khoá công khai RSA Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến hệ mật mã khoá công khai RSA; phương pháp lập mã và giải mã; các đặc điểm và độ an toàn của hệ mật; vấn đề quản lý khoá, phân phối khoá. Chương III: Lược đồ chữ ký số RSA Giới thiệu chữ ký số RSA, các ứng dụng của chữ ký số trong việc xác thực dữ liệu; lược đồ chữ ký số; v.v Chương IV: Chương trình mã hoá dữ liệu Ứng dụng cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu để xây dựng một chương trình mã hoá ứng dụng các kỹ thuật mã khoá bí mật, mã khoá công khai và lược đồ chữ ký số. References Tiếng Việt [1]. ĐOÀN VĂN BAN, Lập trình hướng đối tượng với Java, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2005 (tái bản lần thứ nhất), Hà nội [2]. PHẠM HUY ĐIỀN, HÀ HUY KHOÁI, Mã hoá thông tin cơ sở toán học và ứng dụng, Viện toán học,2004 [3]. NGUYỄN NAM HẢI, PHẠM NGỌC THUÝ, ĐÀO THỊ HỒNG VÂN, Chứng thực trong thương mại điện tử, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2004 [4]. PHAN ĐÌNH DIỆU, Giáo trình lý thuyết mật mã và an toàn thông tin, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà nội, 1999 [5]. THÁI HỒNG NHỊ, PHẠM MINH VIỆT, An toàn thông tin - mạng máy tính, truyền tin số và truyền số liệu, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2004 Tiếng Anh [6]. A.MENEZES, P.VAN OORSCHOT, AND S. VANSTONE, Handbook of Applied Cryptography, CRC Press, 1996. See www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac [7]. CAY S.HORSTMANN GARY CORNELL, Core Java 2 Volume II, Advanced Features, The Sun Microsystem press Java Series, 1996 [8]. DOUGLAS R.STINSON, Cryptography theory and practice Second Edition, It was published in March, 1995, by CRC Press, inc [9]. KENNETH H.ROSEN, Elementtary number theory and its applications – Third Edition, 1993 [10]. R.RIVEST, A.SHAMIR, L.ADLEMAN. Method for Obtaining Digital Signatures and Public-key Cryptosystems. Communications of the ACM, Vol.21 (2), pp.120- 126.1978.Previously released as an MIT “Technical Memo” in April 1977. Initial publication of the RSA scheme. [11]. PKCS#1 v2.1: RSA Cryptography Standard (RSA LaboratoriesJune 14,2002) Copyright 2002 RSA Security Inc. [12]. THOMAS H. CORMEN, CHARLES E. LEISERSON, RONALD L. RIVEST, AND CLIFFORD STEIN. Introduction to Algorithms, Second Edition. MIT Press and Mc Graw-Hill, 2001. ISBN 0262032937. Section 31.7: The RSA public-key cryptosystem, pp. 881-887. [13]. http://www.ssh.com/support/cryptography/algorithms/asymmetric.html [14]. RONALD L. RIVEST, BURT KALISKI. RSA Problem, MIT Laboratory for Computer Science (rivest@mit.edu) and RSA Laboratories (bkaliski@rsasecurity.com), December 10, 2003. [15]. R.L. RIVEST, A. SHAMIR, AND L. ADLEMAN. A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems, Laboratory for Computer Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge (rivest@theory.lcs.mit.edu) [16]. Website: CHILKAT SOFTWARE INC., http://www.chilkatsoft.com/ Website: ELDOS CORPORATION, http://www.eldos.com/c4 . khoá. Chương III: Lược đồ chữ ký số RSA Giới thiệu chữ ký số RSA, các ứng dụng của chữ ký số trong việc xác thực dữ liệu; lược đồ chữ ký số; v.v Chương. với đề tài Hệ mật RSA và ứng dụng lược đồ chữ ký số trong xác thực thông tin tập trung nghiên cứu và ứng dụng một trong những phương pháp bảo mật dữ liệu