Luận văn: Tích hợp xác thực sinh trắc học vào hạ tầng khoá công khai OpenCA

Luận văn trình bày giải pháp ứng dụng xác thực sinh trắc học vào hạ tầng khoá công khai (PKI) dựa trên hệ thống OpenCA, giúp tăng cường bảo mật.

• Tác giả: Lê Quang Tùng
• Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Thị Hoàng Lan
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Giải Pháp Xác Thực Sinh Trắc Học Trong Cơ Sở Hạ Tầng Khóa Công Khai Dựa Trên Hệ Thống Openca
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Cơ sở hạ tầng Khóa công khai PKI

Cơ sở hạ tầng khóa công khai (PKI) là nền tảng quan trọng để bảo mật thông tin trong môi trường số. PKI cung cấp các dịch vụ xác thực, mã hóa và ký số thông qua việc sử dụng các cặp khóa công khai và khóa riêng. Hệ thống PKI bao gồm nhiều thành phần chính như Cơ quan cấp chứng chỉ (CA), Cơ quan đăng ký (RA), và các dịch vụ thư mục (LDAP). Trong đó, chứng thư số X.509 đóng vai trò quan trọng trong việc xác định danh tính của các bên tham gia giao dịch điện tử.

1.1. Các thành phần chính của hệ thống PKI

Hệ thống PKI bao gồm Cơ quan cấp chứng chỉ (CA) - tổ chức đáng tin cậy cấp và quản lý chứng chỉ số, Cơ quan đăng ký (RA) - xác minh danh tính người dùng trước cấp chứng chỉ, và Kho lưu trữ thư mục (LDAP) - lưu giữ thông tin chứng chỉ công khai. Các thành phần này hoạt động liên kết tạo nên một hệ thống xác thực và bảo mật toàn diện.

1.2. Định dạng chứng thư X.509 và extensions

Chứng thư X.509 là tiêu chuẩn quốc tế định nghĩa cấu trúc chứng chỉ số. Nó chứa các thông tin như tên chủ thể, khóa công khai, thời hạn hiệu lực. Đặc biệt, phần mở rộng (extensions) của X.509 cho phép tích hợp thêm các thuộc tính sinh trắc học để nâng cao tính bảo mật.

II. Hệ thống sinh trắc học trong PKI

Sinh trắc học (Biometrics) là công nghệ xác định danh tính dựa trên các đặc điểm sinh học độc nhất của con người. Trong bối cảnh bảo mật PKI, sinh trắc học được tích hợp để tạo thành BioPKI - giải pháp xác thực sinh trắc kết hợp với cơ sở hạ tầng khóa công khai. Vân tay là một trong những phương pháp sinh trắc học phổ biến nhất do tính độc nhất và độ tin cậy cao. Các đặc trưng hướng và điểm minutiae của vân tay chứa đủ thông tin entropy để tạo ra khóa mã hóa an toàn.

2.1. Đặc điểm và ứng dụng của sinh trắc học vân tay

Vân tay con người có những đặc trưng độc nhất không thay đổi suốt đời. Các điểm đặc trưng (minutiae) như điểm cuối và điểm nhánh được sử dụng để so sánh và xác minh danh tính. Trong xác thực PKI, vân tay cung cấp một tầng bảo mật bổ sung, đảm bảo chỉ chủ sở hữu chứng chỉ mới có thể sử dụng.

2.2. Sinh khóa từ đặc trưng sinh trắc

Quá trình sinh khóa từ vân tay liên quan đến việc trích xuất điểm minutiae và chuyển đổi chúng thành khóa mã hóa. Phương pháp này kết hợp thông tin sinh học với mã hóa, tạo ra những khóa có độ phức tạp cao khó bị phá vỡ, đồng thời bảo toàn tính riêng tư và an toàn.

III. Hệ thống OpenCA và tích hợp sinh trắc

OpenCA là hệ thống cơ sở hạ tầng khóa công khai mã nguồn mở được sử dụng rộng rãi trong các tổ chức chính phủ. Hệ thống này cung cấp các công cụ quản lý chứng chỉ số, cấp phát và thu hồi chứng chỉ một cách hiệu quả. Tích hợp sinh trắc học vào OpenCA tạo nên giải pháp BioPKI toàn diện, kết hợp sức mạnh của PKI truyền thống với tính bảo mật vượt trội của xác thực sinh trắc. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu xác thực mạnh mẽ như giao dịch chính phủ điện tử.

3.1. Kiến trúc và thành phần của OpenCA

OpenCA cung cấp các module quản lý Cơ quan cấp chứng chỉ (CA), Cơ quan đăng ký (RA), và kho lưu trữ chứng chỉ. Hệ thống hỗ trợ các tiêu chuẩn quốc tế như X.509, cho phép dễ dàng mở rộng và tích hợp các tính năng mới như sinh trắc học.

3.2. Mô hình tích hợp sinh trắc vào OpenCA

Mô hình BioPKI trên OpenCA bao gồm các bước: thu thập vân tay, trích xuất minutiae, sinh khóa từ sinh trắc, và tích hợp vào chứng chỉ số. Quá trình này được thực hiện trong RA để xác minh danh tính trước khi cấp chứng chỉ, tạo ra xác thực sinh trắc mạnh mẽ.

IV. Ứng dụng thực tiễn và triển khai BioPKI

Giải pháp xác thực sinh trắc trong PKI dựa trên OpenCA đã được triển khai thử nghiệm tại các tổ chức chính phủ. Hệ thống này cho phép thực hiện các giao dịch số an toàn, từ ký số tài liệu đến xác minh danh tính trong các dịch vụ công. BioPKI cải thiện đáng kể mức độ bảo mật và hiệu quả so với các phương pháp xác thực truyền thống. Khả năng triển khai rộng rãi của giải pháp này mở ra những cơ hội mới cho chính phủ điện tử và giao dịch điện tử an toàn ở Việt Nam.

4.1. Các giao dịch số trong PKI thử nghiệm

Các giao dịch số được thực hiện trên hệ thống OpenCA bao gồm cấp chứng chỉ, ký số tài liệu, và xác minh danh tính. Mỗi giao dịch được bảo vệ bởi xác thực sinh trắc, đảm bảo chỉ những cá nhân được phép mới có thể thực hiện hành động.

4.2. Hướng phát triển và triển khai BioPKI

Khả năng triển khai giải pháp BioPKI trên hệ thống OpenCA hiện nay là khả thi và thực tiễn. Các bước tiếp theo bao gồm chuẩn hóa quy trình, đào tạo nhân sự, và nâng cao cơ sở hạ tầng để hỗ trợ xác thực sinh trắc rộng rãi trong các dịch vụ công ở Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CG SO HA TANG KHOA CONG KHAI Frror! Bookmark not defined.1 Khái quát về cơ sở hạ tâng khoá công khaiFrror! Bookmark not defined.1 Cơ sở hạ tầng khóa céng khai (Public Key Infrastructure PKT)Error! Bookmark 1.2 Các thành phan chính của một hệ thông PKIError! Bookmark nơt defined.3 Các loại kiến trúc của một trưng tâm chứng thực CAError! Bookmark not dcfinc 1.2 Cáo hoạt động chỉnh trong hộ thống PKIErrorl Bookmark nơi delined.3 Chứng thư số —.— Error! Bookmark not defined.1 Chứng thư khoá công. Error! Bookmark not detincd.2 Khuôn dang chimg thu X. Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HE THONG PKI CUA CHINH PHUEror! Bookmark not deliz 2.1 Hiện trạng PKI tại một số nước.

Error! Bookmark not defined.2 Hiện trạng PKI tại Việt nam. Error! Bookmark not defined.3 LIệ thông PKEI Chính phủ. Error! Bookmark not defined.1 Khung pháp lý và chính sách. Error! Bookmark not defined.2 Hạ tầng kỹ thuật.

Error! Bookmark not defined.3 Các ứng dụng trị Khai trên xiên PKI Chính phúkrror! Bookmark not dcfincd.4Hệ thống mã nguon mở OpenCA trong hệ thông PKI chính phủError! Bookmark 2.1 Giới thiệu tổng quan. Krror! Bookmark not defined. CHƯƠNG 3: NGIHÊN CỨU HỆ THÔNG AN NINII SINIT TRAC HỌC VÀ HƯỚNG TIẾP CẬN BIOPKI. Error! Bookmark not defined.1 Téng quan vé sinh tric hoc (Biometric) Error! Bookmark not defined.1 Khai mém chung.

Error! Bookmark not defined.2 Khai quát về một số loại sinh tric théng dung [11]Error! Bookmark not defined.3 Ứng dụng cúa sinh trac hoc. Error! Bookmark not defined.4 Các lợi ích của sinh trắc. Error! Bookmark not defined.2 Sinh trắc vân tay và các đặc trưng. Error! Bookmark not defined.1 Các đặc trưng chưng.

- Error! Bookmark not defined.2 Các đặc trưng cục bộ. Error! Bookmark not defined. encrypt private key. Certificate is created with extensions ficld storing this keys.

Knorypted private key and certificate is written in a e'Token Tỉnh 3.21: Quá trình mã hoá mầm khoá và xử lý băm.22: Qua trình mã hoá khoá bí mật.23: Khuôn đạng chứng thư số 75 TTỉnh 3.24: Ghi đữ liệu lên eToken.25: Quá trình sử dụng chúng thư số WI :. we TT Hình 3.26: Quá trình giải mã lẫy khoá bí mật - 7 Hình 4.1 Mô hình cụ thể của hệ thống OpenCA.2: M6 hinh hé thống BioPKT.3: Mê hình can thiệp vào cơ sở dữ liệu các vủng, - 86 Tình 4.4: 8ơ đồ báu mật dẫu vân tay.5: Sơ dỗ giải mã dặc trưng vân tay - 88 Tinh 4.6 Mê hinh thử nghiém PKI - 88 Ilinh 4.7: Giao dign khéi taa CA - 90 Tlinh 4.8: Giao điện khởi tạo cơ sở đữ liệu cho OpenC, 90 Tlinh 4.9: Giao diện sinh khóa bí mật cho CA.10: Giao điện sinh chứng thy số cho CA.11: Giao điện tạo chúng thư số cho RA.12: Chúng thư số của RA 92 Hinh 4.13: Giao dién tai chứng thư số cho RA - - 93 Hinh 4.14: ‘lao mét request - - 94 Hinh 4.15: Giao điện nhập thông tín cá nhân.16: Request đã due Lao - 95 TTình 4.17: Giao điện nhập thông tín cá nhân - - 95 Hình 4.18: Giao điện xử lý requesL - - 96 Tlinh 4.19: Giao dién quan ly retquest của CA.20: Giao dién sinh ching thu số.21: Chứng thư số đã được sinh Tỉnh 4.22: Giao điện tải chứng thư s¡ Hình 4. ghi dữ liệu vào eToken.25: Cơ sở dữ liệu của CA.3 Đặc trưng hướng,. Error! Bookmark not defined.3 118théng sinh tric (Biometric system).

Error! Bookmark not defined.1 Cac khái niệm và mô hình hoạt động của hệ thống sinh trắcError! Bookmark not 3.2 Hệ thông thâm định xác Thực và hệ thống nhận đạngError! Bookmark not define 3.3 Qua trinh d6i sánh sinh trắc trong hệ thông thầm định xác thụckrror! Bookmark : 3.4 Hệ thống an ninh sinh trắc (Biometric Sccurity System)Error! Bookmark not defined 3.5 Nghiên cứu hướng tiếp cận BioPKT từ sinh trắc vân tayError! Bookmark not defined 3.1 Smh khoả từ sinh trắc vẫn tay. Error! Bookmark not defined.2 Sinh chứng thư số kết hợp với sinh trắc hoc vân tayKrrer! Bookmark not definer 3.3 Sử dụng chứng thư số mới trong các ứng dụngError! Bookmark not deñned. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP TÍCH HỢP SINH TRẢC VÂN TAY VAO IDE THONG OPENCA Error! Bookmark not defined 4.1 Dat van dé. Error! Bookmark not defincd.

42 Xây dựng giải pháp tích hop xinh trắc vào hệ thống OpenCAError! Bookmark not de 4.1 Hệ thông OpenCA -.- Error! Bookmark not defined.2 Xây dựng mô hình tích hợp hệ thống sinh trắc vào OpenCAError! Bookmark net 4.3 Triển khai thử nghiệm hệ thống PKI tại Ban Cơ yếu Chính phủrror! Bookmark not 4.1 Hệ thống triển khai thứ nghiệm. Krror! Bookmark not defined.2 Các giao dịch tong PKI thử nghiệm với OpenCA Error! Bookmark not dcfincd.3 Một vải nhận xét vé thir nghiém. Error! Bookmark not defined.4 Khả năng triển khai giải pháp BioPKI trên hệ théng OpenCAError! Bookmark not d KẾT LUẬN. Error! Bookmark not defined TAI LIEU THAM KIIÁO CHÍNT Error! Bookmark not defined encrypt private key.

Certificate is created with extensions ficld storing this keys. Knorypted private key and certificate is written in a e'Token MUC LUC MUC LUC. wed DANH MUC ? HÌNH V #rror! Bookmark not defined. DANH MỤC CÁC TỪ VIET Krror! Bookmark not defined LOI NOI DAU.

Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CG SO HA TANG KHOA CONG KHAI Frror! Bookmark not defined.1 Khái quát về cơ sở hạ tâng khoá công khaiFrror! Bookmark not defined.1 Cơ sở hạ tầng khóa céng khai (Public Key Infrastructure PKT)Error! Bookmark 1.2 Các thành phan chính của một hệ thông PKIError! Bookmark nơt defined.3 Các loại kiến trúc của một trưng tâm chứng thực CAError! Bookmark not dcfinc 1.2 Cáo hoạt động chỉnh trong hộ thống PKIErrorl Bookmark nơi delined.3 Chứng thư số —.— Error! Bookmark not defined.1 Chứng thư khoá công. Error! Bookmark not detincd.2 Khuôn dang chimg thu X. Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HE THONG PKI CUA CHINH PHUEror! Bookmark not deliz 2.1 Hiện trạng PKI tại một số nước. Error! Bookmark not defined.2 Hiện trạng PKI tại Việt nam. Error! Bookmark not defined.3 LIệ thông PKEI Chính phủ. Error! Bookmark not defined.1 Khung pháp lý và chính sách.

Error! Bookmark not defined.2 Hạ tầng kỹ thuật. Error! Bookmark not defined.3 Các ứng dụng trị Khai trên xiên PKI Chính phúkrror! Bookmark not dcfincd.4Hệ thống mã nguon mở OpenCA trong hệ thông PKI chính phủError! Bookmark 2.1 Giới thiệu tổng quan. Krror! Bookmark not defined. CHƯƠNG 3: NGIHÊN CỨU HỆ THÔNG AN NINII SINIT TRAC HỌC VÀ HƯỚNG TIẾP CẬN BIOPKI.

Error! Bookmark not defined.1 Téng quan vé sinh tric hoc (Biometric) Error! Bookmark not defined.1 Khai mém chung. Error! Bookmark not defined.2 Khai quát về một số loại sinh tric théng dung [11]Error! Bookmark not defined.3 Ứng dụng cúa sinh trac hoc. Error! Bookmark not defined.4 Các lợi ích của sinh trắc. Error! Bookmark not defined.2 Sinh trắc vân tay và các đặc trưng.

Error! Bookmark not defined.1 Các đặc trưng chưng. - Error! Bookmark not defined.2 Các đặc trưng cục bộ. Error! Bookmark not defined.3 116 thống sinh trắc (Biometrie system).1 Các khải niệm và mô hình hoạt động của he thống sinh trắc, cao SB 3.2 Hệ thống thấm định xác Thực vả hệ thống nhận đạng.3 Quá trình đối sánh sinh trắc trong hệ thông thâm định xác thực, 64 3.4 Hé théng an ninh sinh trac (Biometric Security System) 69 3.5 Nghiên cứu hướng tiếp cận BioPK từ sinh trắc vân tay.1 Sinh khoá từ sinh trắc vân tay.2 Bình chứng thư số kết hợp với sinh trac hoc van tay.3 Sử dụng chứng thư số mới trơng các ứng dụng TT CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP TÍCH HỌP SINH TRAC VAN TAY VAO IIE TIIONG OPENCA.1 Đặt vấn dễ - - 80 42 Xây đựng giải pháp tích hợp sinh trắc vào hệ thông OpenCA.1 TIệ thống OpenCA.2 Xây dựng mô hình tích hợp hệ thống sinh trắc vào OpenC/ A.3 ‘Trién khai thứ nghiệm hệ thông PKÍ tại Ban Cơ yếu Chính phữ BB 4.1 Hệ thắng triển khai thử nghiệm - 88 4.2 Các giao dịch trong PKI thừ nghiệm với OpenCA, - 89 4.3 Một vải nhận xét về thử nghiệm 98 4.4 Khả năng triển khai giải pháp BioPKI trên hệ thống OpenCA. 102 TÀI LIỆU THAM KHÁO CHÍNH.

104 MỤC LỰC MỤC LỤC wo DANH MỤC CÁC HỈNH VẼ. DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT. 6 CHUONG 1: TONG QUAN VE CO SO'HA TANG KHOA CONG KHAI 1.1 Khai quat về cơ sở hạ tầng khoá công khai 8 1.1 Cơ sở hạ ing khóa công khai (Public Key Infrastructure — PKI).2 Cac thanhphan chính của một hệ thống PKI - 9 1.3 Các loại kiến trúc của một trung tâm chứng thực CÀ.2 Các hoạt đông chỉnh trong hệ thông PKLL.3 Chứng thư số.1 Chứng thư khoá công khai.2 Khuôn đạng chứng thư X. 18 CHUONG 2: TÌM HIỂU HỆ THỐNG PKI CỦA CHÍNH PHU.1 TIiện wang PKI tại một.2 Hiện trạng PKI tại Việt nam.

LH H12 krrrrroioo DP 2.3 Hệ thống PKI Chính phủ - 29 23.1 Khung pháp lý và chính sách.2 TIạ tầng kỹ thuật.3 Các ứng đụng triền khai trên nên PKI Chỉnh phủ.4 Hệ thống mã nguồn. mé OpenCA trong héhệ thông PKI P chinh ¬ 35 2.1 Giới thiêu tống quan. CHƯƠNG 3: NGHIEN CU'U HE THONG AN NINH SINH TRẮC HỌC VÀ HƯỚNG TIẾP CAN BIOPKI.1 Téng quan về sinh trắc học (Biometric) - - 4I 3.1 Khai mém chung .2 Khải quát về một số loại sinh trắc thông dung [11] - 42 1.3 Ứng dụng của sinh trắc học 45 3 1.4 Các lợi ích của sinh trắc.2 Sinh trắc vân tay và các đặc trưng.1 Các đặc trưng chung.2 Các đặc trưng cục bộ s6 3.3 Dặc trung hướng 58 encrypt private key. Certificate is created with extensions ficld storing this keys.

Knorypted private key and certificate is written in a e'Token Tỉnh 3.21: Quá trình mã hoá mầm khoá và xử lý băm.22: Qua trình mã hoá khoá bí mật.23: Khuôn đạng chứng thư số 75 TTỉnh 3.24: Ghi đữ liệu lên eToken.25: Quá trình sử dụng chúng thư số WI :. we TT Hình 3.26: Quá trình giải mã lẫy khoá bí mật - 7 Hình 4.1 Mô hình cụ thể của hệ thống OpenCA.2: M6 hinh hé thống BioPKT.3: Mê hình can thiệp vào cơ sở dữ liệu các vủng, - 86 Tình 4.4: 8ơ đồ báu mật dẫu vân tay.5: Sơ dỗ giải mã dặc trưng vân tay - 88 Tinh 4.6 Mê hinh thử nghiém PKI - 88 Ilinh 4.7: Giao dign khéi taa CA - 90 Tlinh 4.8: Giao điện khởi tạo cơ sở đữ liệu cho OpenC, 90 Tlinh 4.9: Giao diện sinh khóa bí mật cho CA.10: Giao điện sinh chứng thy số cho CA.11: Giao điện tạo chúng thư số cho RA.12: Chúng thư số của RA 92 Hinh 4.13: Giao dién tai chứng thư số cho RA - - 93 Hinh 4.14: ‘lao mét request - - 94 Hinh 4.15: Giao điện nhập thông tín cá nhân.16: Request đã due Lao - 95 TTình 4.17: Giao điện nhập thông tín cá nhân - - 95 Hình 4.18: Giao điện xử lý requesL - - 96 Tlinh 4.19: Giao dién quan ly retquest của CA.20: Giao dién sinh ching thu số.21: Chứng thư số đã được sinh Tỉnh 4.22: Giao điện tải chứng thư s¡ Hình 4. ghi dữ liệu vào eToken.25: Cơ sở dữ liệu của CA.