Luận Văn Thạc Sĩ Về Chữ Ký Số và Ứng Dụng Trong Quản Lý Văn Bản Điện Tử

Khám phá luận văn thạc sĩ VNU UET về chữ ký số và ứng dụng trong quản lý văn bản điện tử, nâng cao hiệu quả công việc và bảo mật thông tin.

• Tác giả: Phùng Thị Nguyệt
• Người hướng dẫn: PGS. TS Đoàn Văn Ban
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Chữ Ký Số Và Ứng Dụng Trong Quản Lý Văn Bản Điện Tử
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: AN TOÀN THÔNG TIN, HỆ MÃ HOÁ KHOÁ CÔNG KHAI
• 1.1. An toàn thông tin
• 1.2. Các giải pháp bảo mật an toàn thông tin
• 1.3. Khái niệm mã hoá dữ liệu
• 1.4. Phân loại hệ mã hoá
• 1.4.1. Hệ mã hoá khóa đối xứng
• 1.4.2. Hệ mã hoá khóa công khai
• 1.5. Cở sở toán học dùng trong hệ mật mã
• 1.5.1. Ước chung lớn nhất, bội chung nhỏ nhất
• 2. CHƯƠNG 2: CHỮ KÝ SỐ
• 3. CHỨNG THỰC
• 4. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG
• Danh mục các từ viết tắt
• Danh mục các hình vẽ
• Danh mục các tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về Chữ Ký Số và Quản Lý Văn Bản Điện Tử

Chữ ký số là một công nghệ quan trọng trong việc xác thực và bảo mật thông tin trong các giao dịch điện tử. Với sự phát triển của công nghệ thông tin, việc quản lý văn bản điện tử ngày càng trở nên cần thiết. Chữ ký số không chỉ giúp xác thực nguồn gốc tài liệu mà còn đảm bảo tính toàn vẹn của thông tin. Theo nghiên cứu của Phùng Thị Nguyệt (2011), chữ ký số đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thông tin trong môi trường số.

1.1. Khái niệm Chữ Ký Số và Tầm Quan Trọng

Chữ ký số là một dạng chữ ký điện tử được tạo ra bằng các thuật toán mã hóa. Nó giúp xác thực danh tính của người ký và đảm bảo rằng nội dung không bị thay đổi. Việc sử dụng chữ ký số trong quản lý văn bản điện tử giúp tăng cường bảo mật và giảm thiểu rủi ro trong giao dịch.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Chữ Ký Số

Chữ ký số đã được phát triển từ những năm 1970 với sự ra đời của các thuật toán mã hóa như RSA. Sự phát triển này đã mở ra một kỷ nguyên mới cho việc bảo mật thông tin trong giao dịch điện tử, đặc biệt là trong các lĩnh vực như ngân hàng và thương mại điện tử.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Quản Lý Văn Bản Điện Tử

Quản lý văn bản điện tử gặp nhiều thách thức, đặc biệt là về bảo mật thông tin. Các mối đe dọa từ hacker và các cuộc tấn công mạng ngày càng tinh vi. Theo khảo sát của Bộ Công Thương, an ninh thông tin là một trong những trở ngại lớn nhất trong phát triển thương mại điện tử tại Việt Nam.

2.1. Các Mối Đe Dọa Đến An Ninh Thông Tin

Các mối đe dọa như virus, malware và các cuộc tấn công DDoS có thể gây ra thiệt hại lớn cho hệ thống quản lý văn bản điện tử. Việc bảo vệ thông tin nhạy cảm là rất cần thiết để duy trì uy tín và hoạt động của doanh nghiệp.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Đảm Bảo Tính Toàn Vẹn Dữ Liệu

Tính toàn vẹn của dữ liệu là một yếu tố quan trọng trong quản lý văn bản điện tử. Việc đảm bảo rằng thông tin không bị thay đổi hoặc giả mạo là một thách thức lớn, đặc biệt trong các giao dịch quan trọng.

III. Phương Pháp Bảo Mật Thông Tin Qua Chữ Ký Số

Chữ ký số sử dụng các thuật toán mã hóa để bảo vệ thông tin. Các phương pháp này không chỉ giúp xác thực danh tính mà còn đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Việc áp dụng chữ ký số trong quản lý văn bản điện tử là một giải pháp hiệu quả để bảo vệ thông tin.

3.1. Các Thuật Toán Mã Hóa Phổ Biến

Các thuật toán như RSA, DSA và ECDSA được sử dụng rộng rãi trong việc tạo chữ ký số. Mỗi thuật toán có những ưu điểm và nhược điểm riêng, nhưng đều hướng đến mục tiêu bảo mật thông tin.

3.2. Quy Trình Tạo Chữ Ký Số

Quy trình tạo chữ ký số bao gồm việc mã hóa thông tin bằng khóa riêng và sau đó gửi thông tin đã mã hóa cùng với khóa công khai. Người nhận có thể sử dụng khóa công khai để xác thực chữ ký và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Chữ Ký Số Trong Doanh Nghiệp

Chữ ký số đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ngân hàng, thương mại điện tử và quản lý tài liệu. Việc sử dụng chữ ký số giúp tăng cường bảo mật và giảm thiểu rủi ro trong các giao dịch điện tử.

4.1. Chữ Ký Số Trong Giao Dịch Ngân Hàng

Trong ngành ngân hàng, chữ ký số được sử dụng để xác thực các giao dịch tài chính. Điều này giúp bảo vệ thông tin nhạy cảm và ngăn chặn các hành vi gian lận.

4.2. Ứng Dụng Trong Thương Mại Điện Tử

Chữ ký số đóng vai trò quan trọng trong thương mại điện tử, giúp xác thực các giao dịch mua bán trực tuyến. Điều này không chỉ bảo vệ người tiêu dùng mà còn tăng cường niềm tin vào các nền tảng thương mại điện tử.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Chữ Ký Số

Chữ ký số sẽ tiếp tục phát triển và trở thành một phần không thể thiếu trong quản lý văn bản điện tử. Với sự gia tăng của các giao dịch điện tử, nhu cầu về bảo mật thông tin sẽ ngày càng cao. Việc áp dụng chữ ký số sẽ giúp đảm bảo an toàn cho các giao dịch trong tương lai.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Chữ Ký Số

Trong tương lai, chữ ký số sẽ được tích hợp nhiều hơn vào các hệ thống quản lý thông tin. Công nghệ blockchain cũng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo mật và xác thực thông tin.

5.2. Thách Thức Cần Đối Mặt

Mặc dù chữ ký số mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải giải quyết, bao gồm việc nâng cao nhận thức về bảo mật thông tin và phát triển các quy định pháp lý phù hợp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và truyền thông, giao dịch điện tử ngày càng trở nên phổ biến và thay thế dần các phương thức truyền thống. Tại Việt Nam, từ cuối những năm 1990 đến đầu những năm 2000, giao dịch điện tử đã được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như thuế, hải quan và thương mại điện tử. Theo khảo sát thương mại điện tử Việt Nam năm 2010 của Bộ Công Thương, vấn đề an ninh, an toàn thông tin được đánh giá là một trong những trở ngại lớn nhất, chỉ sau các yếu tố về môi trường xã hội và tập quán kinh doanh.

Luận văn tập trung nghiên cứu về chữ ký số và ứng dụng trong quản lý văn bản điện tử nhằm mục tiêu đảm bảo an toàn, an ninh thông tin trong các giao dịch điện tử. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các giải pháp kỹ thuật như mã hóa, chữ ký số, chứng chỉ số và hạ tầng khóa công khai (PKI), với thời gian nghiên cứu giai đoạn 2010-2011 tại Việt Nam. Việc ứng dụng chữ ký số không chỉ góp phần xác thực nguồn gốc tài liệu mà còn bảo vệ tính toàn vẹn và không thể phủ nhận của văn bản điện tử, từ đó thúc đẩy phát triển thương mại điện tử và các giao dịch điện tử trong nền kinh tế số.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình mật mã học hiện đại, trong đó nổi bật là:

• Hệ mã hóa khóa công khai (Asymmetric Cryptography): Bao gồm các thuật toán như RSA, ElGamal, Rabin, sử dụng cặp khóa công khai và khóa bí mật để mã hóa và giải mã dữ liệu, đảm bảo tính bảo mật và quản lý khóa linh hoạt.
• Chữ ký số (Digital Signature): Sử dụng các thuật toán như RSA và DSA để tạo và xác minh chữ ký số, đảm bảo tính xác thực, toàn vẹn và không thể phủ nhận của văn bản điện tử.
• Hàm băm mật mã (Cryptographic Hash Functions): Các thuật toán MD5, SHA-1 được sử dụng để tạo ra giá trị băm cố định từ dữ liệu đầu vào, làm cơ sở cho việc tạo chữ ký số.
• Chứng thực khóa công khai (Public Key Infrastructure - PKI): Mô hình quản lý và phân phối khóa công khai thông qua các chứng chỉ số, do các cơ quan chứng thực (CA) phát hành và quản lý, đảm bảo tính tin cậy và hợp pháp của khóa công khai.

Các khái niệm chính bao gồm: ước chung lớn nhất (gcd), số nguyên tố, quan hệ đồng dư, cấu trúc nhóm trong toán học, thuật toán Euclide mở rộng, và các thuật toán mã hóa khóa công khai.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp và phân tích tài liệu chuyên sâu từ các nguồn trong và ngoài nước về mật mã học, chữ ký số và hạ tầng khóa công khai. Phương pháp thực nghiệm được áp dụng qua việc xây dựng và cài đặt chương trình ứng dụng chữ ký số sử dụng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng Visual Basic 6 và Visual C# 2008.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các thuật toán mật mã tiêu biểu và các trường hợp ứng dụng thực tế trong quản lý văn bản điện tử. Phương pháp chọn mẫu tập trung vào các thuật toán RSA, DSA, ElGamal và Rabin do tính phổ biến và độ an toàn đã được kiểm chứng. Phân tích dữ liệu dựa trên các phép toán số học, mô phỏng thuật toán và đánh giá độ an toàn, hiệu quả của các giải pháp.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong năm 2011, bao gồm các giai đoạn: tổng quan lý thuyết, thiết kế thuật toán, cài đặt ứng dụng, thử nghiệm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả của hệ mã hóa khóa công khai trong bảo mật thông tin: Thuật toán RSA với độ dài khóa từ 1024 đến 2048 bit được đánh giá là an toàn, với khả năng chống lại các cuộc tấn công phân tích thừa số nguyên tố. Ví dụ, tại thời điểm năm 2005, việc phân tích một số có độ dài 663 bit đã là thách thức lớn, trong khi khóa RSA thường dài hơn 1024 bit, đảm bảo an toàn trong thực tế.

2. Ứng dụng chữ ký số đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn: Việc kết hợp hàm băm MD5 hoặc SHA-1 với thuật toán ký RSA hoặc DSA giúp xác thực nguồn gốc và bảo vệ nội dung văn bản điện tử. Tỷ lệ phát hiện giả mạo văn bản đạt gần 100% khi sử dụng hàm băm và chữ ký số đúng cách.

3. Chứng thực khóa công khai qua hệ thống CA tại Việt Nam: Hiện có 5 nhà cung cấp dịch vụ chứng thực chữ ký số công cộng, bao gồm VNPT, NacencommSCT, Bkav, Viettel và FPT IS, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về an toàn và quản lý khóa. Việc cấp phát và quản lý chứng chỉ số giúp giảm thiểu rủi ro giả mạo và lộ khóa bí mật.

4. Phần mềm ứng dụng chữ ký số: Chương trình ứng dụng được xây dựng trên nền tảng Visual Basic 6 và Visual C# 2008, tích hợp thuật toán ký RSA kết hợp hàm băm MD5, cho phép ký, xác thực và quản lý văn bản điện tử hiệu quả, phù hợp với nhu cầu quản lý văn bản mật và điều hành công việc từ xa.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ mã hóa khóa công khai và chữ ký số là giải pháp kỹ thuật khả thi và hiệu quả để đảm bảo an toàn thông tin trong giao dịch điện tử. So với hệ mã hóa khóa đối xứng, hệ mã khóa công khai giải quyết được vấn đề quản lý khóa và hỗ trợ chức năng chữ ký số, rất cần thiết trong môi trường mạng mở.

Việc áp dụng hàm băm MD5 và SHA-1 tuy phổ biến nhưng cũng có những hạn chế về độ an toàn trước các cuộc tấn công xung đột (collision attacks). Do đó, xu hướng chuyển sang các hàm băm mạnh hơn như SHA-256 là cần thiết trong tương lai.

Hệ thống chứng thực khóa công khai (PKI) và các nhà cung cấp dịch vụ chứng thực tại Việt Nam đã tạo nền tảng pháp lý và kỹ thuật vững chắc, góp phần thúc đẩy phát triển thương mại điện tử và giao dịch điện tử an toàn. Tuy nhiên, việc quản lý và cập nhật chứng chỉ số cần được thực hiện nghiêm ngặt để tránh các rủi ro bảo mật.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh hiệu suất thuật toán RSA và DSA, bảng thống kê số lượng chứng chỉ số được cấp phát theo từng năm, và sơ đồ quy trình ký, xác thực văn bản điện tử.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức về an toàn thông tin: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về chữ ký số, mã hóa và PKI cho cán bộ quản lý và nhân viên kỹ thuật nhằm nâng cao năng lực bảo mật trong các tổ chức.

2. Phát triển và ứng dụng phần mềm chữ ký số tích hợp: Khuyến khích các cơ quan, doanh nghiệp triển khai phần mềm ứng dụng chữ ký số đã được nghiên cứu, nhằm tăng cường bảo mật và hiệu quả quản lý văn bản điện tử trong vòng 1-2 năm tới.

3. Cập nhật và áp dụng các thuật toán mã hóa và hàm băm mới: Nghiên cứu và chuyển đổi sang các thuật toán mã hóa và hàm băm có độ an toàn cao hơn như SHA-256, AES để đảm bảo tính bền vững của hệ thống bảo mật trong vòng 3 năm.

4. Tăng cường quản lý và giám sát chứng chỉ số: Các cơ quan chứng thực cần xây dựng hệ thống quản lý chứng chỉ số chặt chẽ, cập nhật kịp thời các chứng chỉ bị thu hồi, đồng thời nâng cao tính minh bạch và tin cậy trong vòng 1 năm.

5. Xây dựng khung pháp lý và chính sách hỗ trợ: Nhà nước cần hoàn thiện các văn bản pháp luật liên quan đến giao dịch điện tử, chữ ký số và bảo mật thông tin, tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kinh tế - xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ quản lý công nghệ thông tin tại các cơ quan nhà nước: Giúp hiểu rõ về các giải pháp bảo mật, chữ ký số và ứng dụng trong quản lý văn bản điện tử, phục vụ công tác điều hành và quản lý tài liệu số.

2. Chuyên gia và kỹ sư phát triển phần mềm bảo mật: Cung cấp kiến thức nền tảng về thuật toán mã hóa, chữ ký số và PKI để phát triển các ứng dụng bảo mật phù hợp với yêu cầu thực tế.

3. Doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực thương mại điện tử: Hỗ trợ xây dựng hệ thống giao dịch điện tử an toàn, bảo vệ thông tin khách hàng và đảm bảo tính pháp lý của các giao dịch.

4. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành Công nghệ Thông tin, Hệ thống Thông tin: Là tài liệu tham khảo chuyên sâu về mật mã học ứng dụng, chữ ký số và quản lý an toàn thông tin trong môi trường điện tử.

Câu hỏi thường gặp

1. Chữ ký số khác gì so với chữ ký tay truyền thống?
   Chữ ký số sử dụng kỹ thuật mật mã để xác thực nguồn gốc và tính toàn vẹn của văn bản điện tử, trong khi chữ ký tay chỉ là dấu hiệu nhận biết trên giấy tờ vật lý. Chữ ký số còn đảm bảo tính không thể phủ nhận và bảo vệ chống giả mạo.

2. Tại sao phải sử dụng hệ mã hóa khóa công khai thay vì khóa đối xứng?
   Hệ mã hóa khóa công khai giải quyết được vấn đề quản lý khóa bằng cách sử dụng cặp khóa công khai và khóa bí mật khác nhau, giúp trao đổi thông tin an toàn mà không cần chia sẻ khóa bí mật qua kênh không an toàn.

3. Hàm băm có vai trò gì trong chữ ký số?
   Hàm băm tạo ra một giá trị đại diện duy nhất cho nội dung văn bản, giúp giảm kích thước dữ liệu cần ký và phát hiện mọi thay đổi nhỏ trong văn bản, đảm bảo tính toàn vẹn khi kiểm tra chữ ký số.

4. Làm thế nào để biết một chứng chỉ số còn hiệu lực?
   Người nhận có thể kiểm tra tính hợp lệ của chứng chỉ số thông qua cơ sở dữ liệu chứng chỉ bị thu hồi (CRL) hoặc giao thức kiểm tra trạng thái chứng chỉ trực tuyến (OCSP) do nhà cung cấp dịch vụ chứng thực quản lý.

5. Có thể sử dụng chữ ký số trong các giao dịch thương mại điện tử không?
   Có, chữ ký số là công cụ quan trọng để xác thực các giao dịch thương mại điện tử, đảm bảo tính pháp lý, an toàn và tin cậy cho các bên tham gia giao dịch.

Kết luận

• Chữ ký số và hệ mã hóa khóa công khai là giải pháp kỹ thuật hiệu quả để đảm bảo an toàn, an ninh thông tin trong quản lý văn bản điện tử và giao dịch điện tử.
• Thuật toán RSA và DSA được ứng dụng phổ biến, với RSA có thể dùng cho cả mã hóa và ký số, còn DSA chuyên dùng cho ký số.
• Hệ thống chứng thực khóa công khai (PKI) và các nhà cung cấp dịch vụ chứng thực tại Việt Nam đã tạo nền tảng pháp lý và kỹ thuật vững chắc cho việc triển khai chữ ký số.
• Phần mềm ứng dụng chữ ký số được xây dựng thành công, hỗ trợ ký, xác thực và quản lý văn bản điện tử, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý và bảo mật thông tin.
• Đề xuất các giải pháp nâng cao nhận thức, cập nhật thuật toán, quản lý chứng chỉ và hoàn thiện khung pháp lý nhằm thúc đẩy phát triển giao dịch điện tử an toàn trong tương lai.

Các tổ chức, doanh nghiệp và cá nhân nên nghiên cứu, áp dụng chữ ký số và các giải pháp bảo mật liên quan để nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ thông tin trong môi trường số.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. An toàn thông tin, Hệ mã hoá khoá công khai 1.1 An toàn thông tin 1.1 Tại sao phải bảo mật an toàn thông tin Ngày nay với sự phát triển bùng nổ của công nghệ thông tin, hầu hết các thông tin của doanh nghiệp như chiến lược kinh doanh, các thông tin về khách hàng, nhà cung cấp, tài chính, mức lương nhân viên,… đều được lưu trữ trên hệ thống máy tính. Cùng với sự phát triển của doanh nghiệp là những đòi hỏi ngày càng cao của môi trường kinh doanh yêu cầu doanh nghiệp cần phải chia sẻ thông tin của mình cho nhiều đối tượng khác nhau qua Internet hay Intranet. Việc mất mát, rò rỉ thông tin có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tài chính, danh tiếng của công ty và quan hệ với khách hàng.

Các phương thức tấn công thông qua mạng ngày càng tinh vi, phức tạp có thể dẫn đến mất mát thông tin, thậm chí có thể làm sụp đổ hoàn toàn hệ thống thông tin của doanh nghiệp. Tóm lại, có bốn yêu cầu cơ bản về bảo mật truyền thông:  Đảm bảo tin cậy: Các nội dung thông tin không bị theo dõi hoặc sao chép bởi những thực thể không được uỷ thác.  Đảm bảo toàn vẹn: Các nội dung thông tin không bị thay đổi bởi những thực thể không được uỷ thác.  Sự chứng minh xác thực: Không ai có thể tự trá hình như là một bên hợp pháp trong quá trình trao đổi tin.

 Không thể thoái thác trách nhiệm: Người gửi tin không thể thoái thác về những sự việc và những nội dung thông tin mà thực tế họ đã gửi đi.2 Các giải pháp bảo mật an toàn thông tin [2] Trước những nguy cơ hiểm hoạ về an toàn thông tin, phần này đề xuất các giải pháp bảm mật về an toàn thông tin: a) Phương pháp che giấu, bảo đảm toàn vẹn và xác thực thông tin.  ”Che” dữ liệu (Mã hóa): Thay đổi hì nh dạng dữ liệu gốc, người khác khó nhận ra.  “Giấu” dữ liệu: Cất giấu dữ liệu này trong môi trường dữ liệu khác.  Bảo đảm toàn vẹn và xác thực thông tin.

LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 9 Kỹ thuật: Mã hóa, Hàm băm, Giấu tin, Ký số, Thủy ký, Giao thức bảo toàn thông tin , Giao thức xác thực thông tin,. b) Phương pháp kiểm soát lối vào ra của thông tin.  Kiểm soát, ngăn chặn các thông tin vào ra Hệ thống máy tí nh.  Kiểm soát, cấp quyền sử dụng các thông tin trong Hệ thống máy tí nh.

 Kiểm soát, tìm diệt “sâu bọ” (Virus, “Trojan horse”,.) vào ra Hệ thống máy tính. Kỹ thuật: Mật khẩu (PassWord), Tường lửa (FireWall), Mạng riêng ảo (Virtual Private Network), Nhận dạng, Xác thực thực thể, Cấp quyền hạn. c) Phát hiện và xử lý các lỗ hổng trong An toàn thông tin.  Các “lỗ hổng” trong các Thuật toán hay giao thức mật mã , giấu tin.

 Các “lỗ hổng” trong các Giao thức mạng.  Các “lỗ hổng” trong các Hệ điều hành mạng.  Các “lỗ hổng” trong các ứng dụng. d) Phối hợp các phương pháp.

Xây dựng “hành lang”, “đường đi” An toàn cho thông tin gồm 3 phần:  Hạ tầng mật mã khóa công khai (Public Key InfraStructure - PKI).  Kiểm soát lối vào - ra: Mật khẩu, Tường lửa, Mạng riêng ảo, Cấp quyền hạn.  Kiểm soát và Xử lý các lỗ hổng.1 Khái niệm mã hoá dữ liệu Mã hoá dữ liệu là mã hóa với mục đích làm cho dữ liệu không thể đọc được bởi bất cứ ai, ngoại trừ những ai được phép đọc. Mã hóa sử dụng thuật toán và khóa để biến đổi dữ liệu từ hình thức đơn giản rõ ràng (plain hay cleartext) sang hình thức mật mã vô nghĩa (code hay ciphertext).

Chỉ có những ai có thông tin giải mã thì mới giải mã và đọc được dữ liệu.2 Phân loại hệ mã hoá Có nhiều cách phân loại hệ mã hoá, sau đây xin giới thiệu một cách đó là: Phân loại mã hoá theo đặc trưng của khoá. Theo cách phân loại nay thì hệ mã hoá được chia thành hai loại đó là:  Hệ mã hóa khóa đối xứng (có khoá riêng và khoá chung trùng nhau).  Hệ mã hóa khóa phi đối xứng (Khóa công khai có khoá riêng và khoá chung khác nhau). LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 Hệ mã hoá khóa đối xứng Hệ mã hoá khóa đối xứng là Hệ mã hóa mà biết được khóa mã hoá thì có thể “dễ” tính được khóa giải mã và ngược lại.

Trong hệ thống mã hoá đối xứng, trước khi truyền dữ liệu, 2 bên gửi và nhận phải thoả thuận về khoá dùng chung cho quá trình mã hoá và giải mã. Sau đó, bên gửi sẽ mã hoá bản rõ (Plaintext) bằng cách sử dụng khoá bí mật này và gửi thông điệp đã mã hoá cho bên nhận. Bên nhận sau khi nhận được thông điệp đã mã hoá sẽ sử dụng chính khoá bí mật mà hai bên thoả thuận để giải mã và lấy lại bản rõ (Plaintext).1 Quá trình thực hiện cơ chế mã hoá Hình 1.1 là quá trình tiến hành trao đổi thông tin giữa bên gửi và bên nhận thông qua việc sử dụng phương pháp mã hoá khoá đối xứng. Trong quá trình này, thì thành phần quan trọng nhất cần phải được giữ bí mật chính là khoá.

Việc trao đổi, thoả thuận về thuật toán được sử dụng trong việc mã hoá có thể tiến hành một cách công khai, nhưng bước thoả thuận về khoá trong việc mã hoá và giải mã phải tiến hành bí mật. Chúng ta có thể thấy rằng thuật toán mã hoá khoá đối xứng sẽ rất có lợi khi được áp dụng trong các cơ quan hay tổ chức đơn lẻ. Nhưng nếu cần phải trao đổi thông tin với một bên thứ ba thì việc đảm bảo tính bí mật của khoá phải được đặt lên hàng đầu. Mã hoá đối xứng có thể được phân thành hai loại:  Loại thứ nhất tác động trên bản rõ theo từng nhóm bits.

Từng nhóm bits này được gọi với một cái tên khác là khối (Block) và thuật toán được áp dụng gọi là mã hoá khối( Block Cipher). Theo đó, từng khối dữ liệu trong văn bản ban đầu được thay thế bằng một khối dữ liệu khác có cùng độ dài. Đối với các thuật toán ngày nay thì kích thước chung của một khối là 64 bits.  Loại thứ hai tác động lên bản rõ theo từng bit một.

Các thuật toán áp dụng được gọi là mã hoá dòng (Stream Cipher). Theo đó, dữ liệu của văn bản được mã hoá từng bit một. Các thuật toán mã hoá dòng này có tốc độ nhanh hơn các thuật toán mã hoá LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 11 khối và nó thường được áp dụng khi lượng dữ liệu cần mã hoá chưa biết trước Một số thuật toán nổi tiếng trong mã hoá đối xứng là: DES, Triple DES (3DES), RC4, AES…  DES: viết tắt của Data Encryption Standard. Với DES, bản rõ (Plaintext) được mã hoá theo từng khối 64 bits và sử dụng một khoá là 64 bits, nhưng thực tế thì chỉ có 56 bits là thực sự được dùng để tạo khoá, 8 bits còn lại dùng để kiểm tra tính chẵn, lẻ.

DES là một thuật toán được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Hiện tại DES không còn được đánh giá cao do kích thước của khoá quá nhỏ 56 bits, và dễ dàng bị phá vỡ.  Triple DES (3DES): 3DES cải thiện độ mạnh của DES bằng việc sử dụng một quá trình mã hoá và giải mã sử dụng 3 khoá. Khối 64-bits của bản rõ đầu tiên sẽ được mã hoá sử dụng khoá thứ nhất.

Sau đó, dữ liệu bị mã hóa được giải mã bằng việc sử dụng một khoá thứ hai. Cuối cùng, sử dụng khoá thứ ba và kết quả của quá trình mã hoá trên để mã hoá. P = DK1(EK2(DK3(C)))  AES: Viết tắt của Advanced Encryption Standard, được sử dụng để thay thế cho DES. Nó hỗ trợ độ dài của khoá từ 128 bits cho đến 256 bits.

Do đó hệ mã hoá khoá đối xứng có ưu điểm và nhược điểm sau: a. Ưu điểm Giải mã và mã hoá “nhanh” hơn hệ mã hoá khoá công khai b. Nhược điểm  Hệ mã hoá khoá đối xứng “không an toàn” so với hệ mã hoá khoá công khai bởi lý do sau: Người mã hoá và người giải mã phải có “chung” một khoá. Khóa phải được giữ bí mật tuyệt đối, vì biết khoá này “dễ” xác định được khoá kia và ngược lại.

 Vấn đề thỏa thuận khoá và quản lý khóa chung là khó khăn và phức tạp. Người gửi và người nhận phải luôn thống nhất với nhau về khoá. Việc thay đổi khoá là rất khó và dễ bị lộ. Khóa chung phải được gửi cho nhau trên kênh an toàn.

Ngoài ra với hệ mã hoá khoá đối xứng không thể thực hiện chữ ký điện tử (sẽ được trình bày trong chương 2) do chỉ có một khoá chung duy nhất. Vì vậy không thể dùng trong giao dịch điện tử.2 Hệ mã hoá khóa công khai Hệ mã hoá khoá công khai là hệ mã hoá có khoá lập mã và khoá giải mã khác nhau, biết được khoá này “khó” tính được khoá kia. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 12 Hệ mã hoá này được gọi là hệ mã hoá khoá công khai vì khoá lập mã được công khai (gọi là khoá công khai – Public key), Khoá giải mã giữ bí mật (gọi là khoá riêng – Private key). Điều quan trọng đối với hệ thống là không thể tìm ra khóa bí mật nếu chỉ biết khóa công khai.

Quá trình thực hiện mã hoá khoá công khai Quá trình truyền và sử dụng mã hoá khoá công khai được thực hiện như sau:  Bên gửi yêu cầu cung cấp hoặc tự tìm khoá công khai của bên nhận trên một server chịu trách nhiệm quản lý khoá.  Sau đó hai bên thống nhất thuật toán dùng để mã hoá dữ liệu, bên gửi sử dụng khoá công khai của bên nhận cùng với thuật toán đã thống nhất để mã hoá thông tin được gửi đi  Khi nhận được thông tin đã mã hoá, bên nhận sử dụng khoá bí mật của mình để giải mã và lấy ra thông tin ban đầu. Vậy là với sự ra đời của Mã hoá công khai thì khoá được quản lý một cách linh hoạt và hiệu quả hơn. Người sử dụng chỉ cần bảo vệ khoá bí mật.

Một số hệ mã hóa khóa công khai phổ biến như RSA, Rabin, Egmal,. Do đó hệ mã hoá khoá công khai có ưu điểm và nhược điểm sau: a. Ưu điểm  Đơn giản trong việc lưu chuyển khóa: Chỉ cần đăng ký một khóa công khai và mọi người sẽ lấy khóa này về để trao đổi thông tin với người đăng ký. Vì vậy không cần kênh bí mật để truyền khóa.