Nghiên cứu về hệ mã hóa và quyền giải mã linh động trong luận án tiến sĩ

• Tác giả: Trịnh Văn Anh
• Người hướng dẫn: TS Nguyễn Bình
• Trường học: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
• Đề tài: Hệ Mã Hóa Với Quyền Giải Mã Linh Động
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÃ HÓA QUẢNG BÁ VÀ MÃ HÓA DỰA TRÊN THUỘC TÍNH
• 1.1. Khái quát chung về mã hóa
• 1.2. Định nghĩa và mô hình an toàn của hệ mã hóa quảng bá
• 1.3. Khái quát về một số hệ mã hóa quảng bá quan trọng và tình hình nghiên cứu hiện nay
• 1.4. Hệ mã hóa NNL và các cải tiến
• 1.5. Hệ mã thứ nhất NNL-1
• 1.6. Hệ mã thứ hai NNL-2
• 1.7. Hệ mã hóa BGW và các cải tiến
• 1.8. Công cụ ánh xạ song tuyến
• 1.9. Một số cải tiến của hệ mã BGW
• 1.10. Hệ mã hóa Delerablee và các cải tiến
• 1.11. Tình hình nghiên cứu hiện nay của Mã hóa quảng bá
• 1.12. Mã hóa quảng bá đa kênh và mã hóa dựa trên thuộc tính
• 1.13. Tổng quan về mã hóa quảng bá đa kênh
• 1.14. Tổng quan về Mã hóa dựa trên thuộc tính
• 1.15. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: MÃ HÓA QUẢNG BÁ ĐA KÊNH
• 2.1. Định nghĩa và mô hình an toàn của hệ mã hóa quảng bá đa kênh
• 2.2. Mô hình an toàn
• 2.3. Một số hệ mã hóa quảng bá đa kênh quan trọng
• 2.4. Hệ mã hóa quảng bá đa kênh - MCBE1
• 2.5. Hệ mã hóa quảng bá đa kênh - MCBE2
• 2.6. Một số cải tiến đối với hệ MCBE1 và MCBE2
• 2.7. Lược đồ mã hóa quảng bá đa kênh đề xuất
• 2.7.1. Ý tưởng xây dựng
• 2.7.2. Lược đồ mã hóa đề xuất và so sánh
• 2.7.3. Đánh giá an toàn
• 2.7.4. Cài đặt và đánh giá hiệu quả
• 2.8. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: HỆ MÃ HÓA DỰA TRÊN THUỘC TÍNH
• 3.1. Định nghĩa và mô hình an toàn của hệ mã hóa dựa trên thuộc tính
• 3.2. Mô hình an toàn
• 3.3. Một số hệ mã hóa dựa trên thuộc tính nền tảng quan trọng hiện nay
• 3.3.1. Hệ mã hóa dựa trên thuộc tính của Rouselakis-Waters năm 2013
• 3.3.2. Hệ mã hóa dựa trên thuộc tính của Agrawal-Chase17
• 3.4. Mã hóa dựa trên thuộc tính (CP-ABE-01) đề xuất
• 3.4.1. Ý tưởng xây dựng
• 3.4.2. Mã hóa đề xuất và so sánh
• 3.5. Đánh giá an toàn
• 3.6. Cài đặt và đánh giá hiệu quả
• 3.7. Đề xuất thứ hai (CP-ABE-02) về mã hóa dựa trên thuộc tính
• 3.7.1. Ý tưởng xây dựng và so sánh
• 3.7.2. Lược đồ mã hóa đề xuất thứ 2 dựa trên thuộc tính
• 3.7.3. Đánh giá an toàn dữ liệu
• 3.7.4. Đánh giá an toàn từ khóa
• 3.8. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ TRONG LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về hệ mã hóa

Hệ mã hóa là một công cụ quan trọng trong việc bảo mật thông tin. Nó cho phép người gửi và người nhận trao đổi thông tin một cách an toàn qua các kênh không an toàn. Mã hóa giúp biến đổi thông tin thành dạng không có ý nghĩa, gọi là bản mã, mà chỉ có người nhận mới có khả năng giải mã. Hệ mã hóa có thể được phân loại thành hai loại chính: mã hóa khóa bí mật và mã hóa khóa công khai. Mã hóa khóa bí mật yêu cầu người gửi và người nhận phải chia sẻ một khóa bí mật chung, trong khi mã hóa khóa công khai cho phép người gửi sử dụng khóa công khai của người nhận để mã hóa thông tin mà không cần tiếp xúc trước. Điều này giúp tăng cường tính bảo mật và tiện lợi trong việc trao đổi thông tin.

1.1. Mã hóa khóa bí mật

Mã hóa khóa bí mật là phương pháp mã hóa phổ biến nhất hiện nay, với AES là một trong những hệ thống được sử dụng rộng rãi. Ưu điểm của mã hóa khóa bí mật là tốc độ mã hóa và giải mã nhanh. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là yêu cầu người gửi và người nhận phải có một khóa bí mật chung, điều này không thực tế trong nhiều tình huống. Do đó, mã hóa khóa công khai đã được phát triển để giải quyết vấn đề này.

1.2. Mã hóa khóa công khai

Mã hóa khóa công khai cho phép người gửi sử dụng khóa công khai của người nhận để mã hóa thông tin. Khóa công khai được công bố công khai, trong khi khóa bí mật được giữ kín. Điều này giúp người gửi không cần phải gặp gỡ người nhận để thỏa thuận khóa bí mật. Hệ thống này đã được phát triển bởi Whitfield Diffie và Martin Hellman, và hiện nay có nhiều hệ thống mã hóa khóa công khai như RSA và Elgamal.

II. Hệ mã hóa quảng bá

Hệ mã hóa quảng bá (BE) cho phép một thông tin được mã hóa có thể được giải mã bởi nhiều người dùng khác nhau. Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng như truyền hình trả tiền, nơi mà nhiều người dùng cần truy cập vào cùng một nội dung. Hệ thống này cho phép người lập mã chỉ định một tập hợp người dùng có khả năng giải mã thông tin. Hệ mã hóa quảng bá giúp giải quyết vấn đề khi một người dùng không còn quyền truy cập mà không ảnh hưởng đến những người dùng khác.

2.1. Định nghĩa và mô hình an toàn

Mã hóa quảng bá được định nghĩa là một phương pháp cho phép mã hóa thông tin sao cho chỉ một nhóm người dùng nhất định có thể giải mã. Mô hình an toàn của mã hóa quảng bá yêu cầu rằng ngay cả khi kẻ tấn công có được bản mã, họ cũng không thể giải mã thông tin nếu không có khóa bí mật tương ứng. Điều này đảm bảo rằng thông tin vẫn được bảo vệ ngay cả khi bị rò rỉ.

2.2. Ứng dụng của mã hóa quảng bá

Mã hóa quảng bá được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như truyền hình trả tiền, chia sẻ dữ liệu và các mạng xã hội. Nó cho phép nhiều người dùng cùng truy cập vào một nội dung mà không cần phải chia sẻ khóa bí mật. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn tăng cường tính bảo mật cho thông tin.

III. Mã hóa dựa trên thuộc tính

Mã hóa dựa trên thuộc tính (ABE) là một phương pháp mã hóa cho phép điều kiện giải mã linh động hơn so với mã hóa quảng bá. Trong ABE, người lập mã có thể định nghĩa một tập hợp các thuộc tính mà người dùng cần phải có để giải mã thông tin. Điều này giúp giải quyết vấn đề khi người dùng không phải là một nhóm cố định mà có thể thay đổi theo thời gian.

3.1. Định nghĩa và mô hình an toàn

Mã hóa dựa trên thuộc tính cho phép người lập mã xác định các thuộc tính mà người dùng cần có để giải mã thông tin. Mô hình an toàn yêu cầu rằng chỉ những người dùng có thuộc tính phù hợp mới có thể giải mã thông tin. Điều này giúp tăng cường tính linh hoạt và bảo mật cho hệ thống.

3.2. Lợi ích của mã hóa dựa trên thuộc tính

Mã hóa dựa trên thuộc tính mang lại nhiều lợi ích cho các tổ chức, đặc biệt trong việc quản lý quyền truy cập thông tin. Nó cho phép các tổ chức dễ dàng thay đổi quyền truy cập mà không cần phải mã hóa lại thông tin. Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng như lưu trữ dữ liệu trên đám mây, nơi mà quyền truy cập có thể thay đổi thường xuyên.