Nghiên Cứu Lược Đồ Chữ Ký Số Dựa Trên Hệ Mật RSA Trong Hệ Thống Tiền Điện Tử

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Nghiên cứu các lược đồ chữ ký số dựa trên hệ mật rsa ứng dụng trong hệ thống tiền điện tử, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Phạm Minh Tuân
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Mạnh Xuân
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Nghiên Cứu Lược Đồ Chữ Ký Số Dựa Trên Hệ Mật RSA Trong Hệ Thống Tiền Điện Tử
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ TIỀN ĐIỆN TỬ
• 1.2. THANH TOÁN ĐIỆN TỬ
• 1.2.1. Khái niệm thanh toán điện tử
• 1.2.2. Các mô hình thanh toán điện tử
• 1.3. TIỀN ĐIỆN TỬ
• 1.3.1. Khái niệm
• 1.3.2. Mô hình giao dịch mua bán bằng tiền điện tử
• 1.3.3. Cấu trúc của Tiền điện tử
• 1.3.4. Tính chất của tiền điện tử
• 1.4. VẤN ĐỀ PHÁT SINH TRONG DÙNG TIỀN ĐIỆN TỬ
• 1.4.1. Vấn đề ẩn danh người sử dụng đồng tiền
• 1.4.2. Vấn đề gian lận giá trị đồng tiền
• 1.4.3. Vấn đề tiêu xài một đồng tiền hai lần
• 1.5. VẤN ĐỀ DÙNG TIỀN ĐIỆN TỬ Ở VIỆT NAM
• 1.5.1. Xây dựng “đường đi” an toàn cho đồng tiền điện tử
• 1.5.2. Xây dựng các cơ sở bảo vệ “ví tiền” của người sử dụng
• 1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. AN TOÀN THÔNG TIN BẰNG MẬT MÃ VÀ CHỮ KÝ SỐ
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN VÀ BẢO MẬT THÔNG TIN
• 2.1.1. Sự cần thiết của bảo đảm an toàn thông tin
• 2.1.2. Khái niệm an toàn thông tin
• 2.1.3. Các phương pháp bảo vệ thông tin
• 2.2. MẬT MÃ VÀ CÁC YÊU CẦU BẢO MẬT THÔNG TIN
• 2.2.1. Khái niệm hệ mật mã
• 2.2.2. Phân loại các hệ thống mật mã
• 2.2.3. Hệ mã hóa khóa đối xứng
• 2.2.4. Hệ mã hóa khóa công khai
• 2.2.5. Yêu cầu chữ ký số
• 2.2.6. Đặc điểm của chữ ký số
• 2.2.7. Tồn tại của chữ ký số
• 2.2.8. Phân loại chữ ký theo mức an toàn
• 2.2.9. So sánh chữ ký thông thường và chữ ký số
• 2.3. TẠO ĐẠI DIỆN TÀI LIỆU VÀ HÀM BĂM
• 2.3.1. Một số vấn đề với chữ ký số
• 2.3.2. Phương thức quyết các vấn đề
• 2.3.3. Tổng quan về hàm băm
• 2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. ỨNG DỤNG CHỮ KÝ SỐ DỰA TRÊN HỆ MẬT RSA VÀO HỆ THỐNG TIỀN ĐIỆN TỬ
• 3.1. HỆ MẬT RSA
• 3.1.1. Thuật toán RSA
• 3.1.2. Chuyển đổi văn bản rõ
• 3.1.3. Vấn đề an toàn với hệ mật RSA
• 3.1.4. Các phương thức tấn công
• 3.1.5. Các vấn đề đặt ra trong thực tế
• 3.1.6. Một số tính chất của hệ RSA
• 3.1.7. Ứng dụng hệ mã RSA trong chữ ký số
• 3.2. CHỮ KÝ MÙ RSA
• 3.2.1. Khái niệm chữ ký mù
• 3.2.2. Sơ đồ chữ ký mù RSA
• 3.3. ỨNG DỤNG CHỮ KÝ MÙ RSA TRONG HỆ THỐNG TIỀN ĐIỆN TỬ
• 3.3.1. Giải pháp thực hiện
• 3.3.2. Lược đồ Chaum - Fiat - Naor
• 3.3.3. Phân tích – đánh giá
• 3.4. ỨNG DỤNG CHỮ KÝ MÙ RSA TRONG BÀI TOÁN THANH TOÁN PHÍ ĐƯỜNG BỘ
• 3.4.1. Khảo sát thực trạng thu phí đường bộ tại Việt Nam
• 3.4.2. Phát biểu bài toán
• 3.4.3. Giải pháp thực hiện
• 3.4.4. Cấu trúc chương trình
• 3.4.5. Một số kết quả đạt được
• 3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên cứu chữ ký số dựa trên hệ mật RSA

Nghiên cứu chữ ký số dựa trên hệ mật RSA là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ thông tin, đặc biệt trong bối cảnh phát triển của hệ thống tiền điện tử. Hệ mật RSA không chỉ đảm bảo tính bảo mật mà còn cung cấp các phương thức xác thực hiệu quả cho các giao dịch điện tử. Việc áp dụng chữ ký số giúp tăng cường độ tin cậy và an toàn cho các giao dịch trực tuyến.

1.1. Khái niệm về chữ ký số và hệ mật RSA

Chữ ký số là một phương thức xác thực thông tin, sử dụng các thuật toán mã hóa để đảm bảo tính toàn vẹn và xác thực của dữ liệu. Hệ mật RSA là một trong những hệ thống mã hóa khóa công khai phổ biến nhất, cho phép tạo ra chữ ký số an toàn.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng chữ ký số trong tiền điện tử

Việc sử dụng chữ ký số trong hệ thống tiền điện tử giúp bảo vệ thông tin giao dịch, ngăn chặn gian lận và đảm bảo tính ẩn danh cho người dùng. Điều này rất quan trọng trong việc xây dựng lòng tin cho người tiêu dùng trong các giao dịch trực tuyến.

II. Vấn đề và thách thức trong việc áp dụng chữ ký số

Mặc dù chữ ký số dựa trên hệ mật RSA mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số vấn đề và thách thức cần được giải quyết. Các vấn đề này bao gồm việc bảo mật thông tin, ngăn chặn gian lận và đảm bảo tính khả thi trong các giao dịch tiền điện tử.

2.1. Vấn đề bảo mật thông tin trong giao dịch

Bảo mật thông tin là một trong những thách thức lớn nhất khi áp dụng chữ ký số. Các cuộc tấn công mạng có thể làm lộ thông tin nhạy cảm, gây thiệt hại cho người dùng và tổ chức.

2.2. Ngăn chặn gian lận và tiêu xài đồng tiền hai lần

Gian lận trong giao dịch tiền điện tử, đặc biệt là việc tiêu xài một đồng tiền hai lần, là một vấn đề nghiêm trọng. Cần có các biện pháp bảo vệ hiệu quả để ngăn chặn tình trạng này.

III. Phương pháp nghiên cứu lược đồ chữ ký số RSA

Nghiên cứu lược đồ chữ ký số dựa trên hệ mật RSA bao gồm việc phân tích các thuật toán mã hóa, xây dựng mô hình và thử nghiệm thực tế. Các phương pháp này giúp đánh giá hiệu quả và tính khả thi của chữ ký số trong hệ thống tiền điện tử.

3.1. Phân tích thuật toán mã hóa RSA

Thuật toán RSA sử dụng hai khóa: khóa công khai và khóa riêng tư. Việc phân tích thuật toán này giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và tính bảo mật của chữ ký số.

3.2. Xây dựng mô hình thử nghiệm chữ ký số

Mô hình thử nghiệm chữ ký số sẽ được xây dựng để đánh giá hiệu quả của hệ thống. Các thử nghiệm này sẽ giúp xác định các vấn đề phát sinh và tìm ra giải pháp tối ưu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của chữ ký số trong tiền điện tử

Chữ ký số dựa trên hệ mật RSA đã được áp dụng trong nhiều hệ thống tiền điện tử, giúp tăng cường tính bảo mật và độ tin cậy cho các giao dịch. Các ứng dụng này không chỉ giới hạn trong lĩnh vực tài chính mà còn mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác.

4.1. Ứng dụng trong thanh toán điện tử

Chữ ký số giúp xác thực các giao dịch thanh toán điện tử, đảm bảo rằng thông tin được truyền đi là chính xác và không bị thay đổi.

4.2. Ứng dụng trong bảo mật thông tin

Ngoài việc xác thực giao dịch, chữ ký số còn được sử dụng để bảo vệ thông tin nhạy cảm trong các hệ thống trực tuyến, ngăn chặn việc truy cập trái phép.

V. Kết luận và tương lai của chữ ký số trong tiền điện tử

Chữ ký số dựa trên hệ mật RSA có tiềm năng lớn trong việc cải thiện an toàn và bảo mật cho các giao dịch tiền điện tử. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và ứng dụng mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

5.1. Tương lai của chữ ký số trong giao dịch điện tử

Với sự phát triển của công nghệ, chữ ký số sẽ ngày càng trở nên phổ biến và được áp dụng rộng rãi trong các giao dịch điện tử, từ tài chính đến thương mại.

5.2. Các nghiên cứu và phát triển tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các lược đồ chữ ký số mới, cải thiện tính bảo mật và khả năng mở rộng của hệ thống tiền điện tử.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của thương mại điện tử và các giao dịch trực tuyến, việc sử dụng tiền điện tử ngày càng trở nên phổ biến và cần thiết. Tại Việt Nam, tính đến năm 2014, đã có hơn 10.000 máy ATM và gần 20 triệu thẻ thanh toán được phát hành, tương đương trung bình 6 người sở hữu một thẻ thanh toán. Tuy nhiên, các hình thức thanh toán không dùng tiền mặt chủ yếu vẫn dựa trên thẻ ngân hàng, trong khi các phương thức thanh toán điện tử tiên tiến như thanh toán qua điện thoại di động vẫn chưa phổ biến. Tiền điện tử mang lại nhiều lợi ích như tăng tốc độ giao dịch, giảm chi phí vận chuyển tiền mặt và hạn chế rủi ro an ninh. Tuy nhiên, việc triển khai tiền điện tử còn gặp nhiều thách thức, đặc biệt là các vấn đề về ẩn danh người dùng, ngăn chặn gian lận giá trị đồng tiền và ngăn chặn tiêu xài một đồng tiền nhiều lần (double-spending).

Luận văn tập trung nghiên cứu các lược đồ chữ ký số dựa trên hệ mật RSA, ứng dụng trong hệ thống tiền điện tử, nhằm giải quyết các vấn đề an toàn và bảo mật trong thanh toán điện tử. Mục tiêu cụ thể là ứng dụng chữ ký mù RSA kết hợp với các kỹ thuật “cắt và chọn” và giao thức “hỏi và đáp” để xây dựng giải pháp thanh toán phí giao thông đường bộ bằng tiền điện tử. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát thực trạng tiền điện tử tại Việt Nam và trên thế giới, phân tích các thuật toán mật mã, đặc biệt là hệ mật RSA, và phát triển mô hình ứng dụng trong hệ thống thanh toán điện tử.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển các hệ thống thanh toán điện tử an toàn, bảo mật, góp phần giảm thiểu việc sử dụng tiền mặt, nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ quyền lợi người dùng trong môi trường 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 sau:

• Hệ mật mã RSA: Là hệ mã hóa khóa công khai nổi tiếng, sử dụng hai khóa công khai và bí mật để mã hóa và giải mã dữ liệu. RSA dựa trên bài toán phân tích thừa số nguyên tố lớn, đảm bảo tính an toàn trong truyền thông.
• Chữ ký số và chữ ký mù: Chữ ký số dùng để xác thực người gửi và bảo đảm tính toàn vẹn của thông điệp. Chữ ký mù là dạng chữ ký số đặc biệt, trong đó người ký không biết nội dung thông điệp, giúp bảo vệ tính ẩn danh của người dùng trong các giao dịch tiền điện tử.
• Lược đồ Chaum-Fiat-Naor: Một mô hình chữ ký mù kết hợp các giao thức “cắt và chọn” (cut and choose) và “hỏi và đáp” (challenge-response) nhằm ngăn chặn gian lận giá trị đồng tiền và tiêu xài một đồng tiền nhiều lần.
• Các khái niệm chính: Tiền điện tử (E-money), tính ẩn danh, tính an toàn, tính xác thực, tính riêng tư, tính chuyển nhượng, và các vấn đề bảo mật trong thanh toán điện tử.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Tổng hợp tài liệu chuyên ngành về tiền điện tử, mật mã học, hệ mật RSA, chữ ký số và các giao thức bảo mật từ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước.
• Phương pháp phân tích: Phân tích lý thuyết về hệ mật RSA và chữ ký mù, đánh giá các vấn đề an toàn trong tiền điện tử, xây dựng mô hình ứng dụng chữ ký mù RSA trong hệ thống thanh toán điện tử.
• Phương pháp thực nghiệm: Mô phỏng chương trình demo trên phần mềm Matlab để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của giải pháp đề xuất.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết và tổng hợp tài liệu trong giai đoạn đầu, phát triển mô hình và thuật toán trong giai đoạn giữa, thực nghiệm và đánh giá kết quả trong giai đoạn cuối.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các trường hợp mô phỏng giao dịch thanh toán phí đường bộ sử dụng tiền điện tử, với các tham số khóa RSA có độ dài phù hợp đảm bảo an toàn (tối thiểu 1024 bit). Phương pháp chọn mẫu là lựa chọn các trường hợp điển hình trong giao dịch thanh toán điện tử để đánh giá hiệu quả mô hình.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả của chữ ký mù RSA trong bảo vệ ẩn danh người dùng: Việc áp dụng chữ ký mù RSA giúp ẩn danh hoàn toàn người sử dụng tiền điện tử, đảm bảo ngân hàng không thể truy vết được giao dịch đến cá nhân cụ thể. Mô hình này đáp ứng tính riêng tư tương tự như tiền mặt truyền thống.

2. Giải pháp ngăn chặn gian lận giá trị đồng tiền: Lược đồ Chaum-Fiat-Naor kết hợp giao thức “cắt và chọn” giúp phát hiện và ngăn chặn trường hợp người dùng khai gian giá trị đồng tiền khi xin chữ ký của ngân hàng. Theo mô phỏng, tỷ lệ phát hiện gian lận đạt trên 95%, giảm thiểu rủi ro cho hệ thống.

3. Ngăn chặn tiêu xài một đồng tiền nhiều lần (double-spending): Giao thức “hỏi và đáp” được tích hợp trong lược đồ giúp phát hiện kịp thời các trường hợp tiêu xài đồng tiền điện tử nhiều lần. Kết quả mô phỏng cho thấy khả năng phát hiện double-spending đạt khoảng 98%, đảm bảo tính toàn vẹn của hệ thống thanh toán.

4. Ứng dụng thực tiễn trong thanh toán phí giao thông đường bộ: Mô hình demo xây dựng trên Matlab cho thấy khả năng thực hiện giao dịch thanh toán phí đường bộ bằng tiền điện tử với chữ ký mù RSA là khả thi, an toàn và hiệu quả. Thời gian xử lý giao dịch trung bình dưới 2 giây, phù hợp với yêu cầu thực tế.

Thảo luận kết quả

Các kết quả trên cho thấy việc ứng dụng chữ ký mù RSA kết hợp lược đồ Chaum-Fiat-Naor là một giải pháp hiệu quả để giải quyết các vấn đề an toàn trong tiền điện tử. So với các nghiên cứu trước đây chỉ dừng lại ở đề xuất lý thuyết, luận văn đã phát triển và mô phỏng thành công một hệ thống thực nghiệm, chứng minh tính khả thi trong môi trường thực tế.

Việc sử dụng chữ ký mù giúp bảo vệ quyền riêng tư người dùng, điều này phù hợp với xu hướng bảo mật hiện đại và các yêu cầu pháp lý về bảo vệ dữ liệu cá nhân. Đồng thời, các giao thức bổ trợ giúp ngăn chặn gian lận và double-spending, vốn là những thách thức lớn trong các hệ thống tiền điện tử hiện nay.

Dữ liệu mô phỏng có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ phát hiện gian lận và double-spending theo thời gian, cũng như bảng so sánh hiệu suất xử lý giao dịch giữa mô hình đề xuất và các phương pháp truyền thống. Điều này giúp minh họa rõ ràng hiệu quả và ưu điểm của giải pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai hệ thống thanh toán phí giao thông điện tử dựa trên chữ ký mù RSA: Khuyến nghị các cơ quan quản lý giao thông và công nghệ thông tin phối hợp xây dựng hệ thống thanh toán điện tử sử dụng chữ ký mù RSA trong vòng 1-2 năm tới nhằm nâng cao hiệu quả thu phí và giảm thiểu gian lận.

2. Xây dựng hạ tầng mật mã khóa công khai (PKI) tại Việt Nam: Đề xuất Bộ Thông tin và Truyền thông phối hợp với các tổ chức liên quan phát triển PKI để đảm bảo an toàn cho các giao dịch tiền điện tử, hoàn thiện hành lang pháp lý và tổ chức điều hành trong vòng 3 năm.

3. Phổ biến và nâng cao nhận thức về tiền điện tử và bảo mật thông tin: Tổ chức các chương trình đào tạo, hội thảo cho người dùng, doanh nghiệp và cán bộ quản lý nhằm nâng cao hiểu biết về tiền điện tử, chữ ký số và các biện pháp bảo mật trong vòng 1 năm.

4. Phát triển và ứng dụng thẻ thông minh (Smart Card) làm “ví điện tử”: Khuyến khích các doanh nghiệp công nghệ phát triển thẻ thông minh tích hợp chữ ký mù RSA để bảo vệ “ví tiền” người dùng, đảm bảo an toàn và tiện lợi trong giao dịch, triển khai trong 2 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Thông tin, Mật mã học: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về hệ mật RSA, chữ ký mù và ứng dụng trong tiền điện tử, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển các giải pháp bảo mật.

2. Cơ quan quản lý nhà nước về giao thông và tài chính: Tham khảo để xây dựng chính sách, quy định và triển khai các hệ thống thanh toán điện tử an toàn, hiệu quả trong lĩnh vực thu phí giao thông và các dịch vụ công.

3. Doanh nghiệp phát triển phần mềm và dịch vụ thanh toán điện tử: Áp dụng các mô hình và thuật toán trong luận văn để phát triển sản phẩm, nâng cao tính bảo mật và trải nghiệm người dùng.

4. Người dùng và cộng đồng công nghệ: Hiểu rõ hơn về các vấn đề an toàn trong tiền điện tử, từ đó nâng cao cảnh giác và sử dụng các dịch vụ thanh toán điện tử một cách an toàn, hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

1. Chữ ký mù RSA là gì và có ưu điểm gì so với chữ ký số thông thường?
   Chữ ký mù RSA là dạng chữ ký số mà người ký không biết nội dung thông điệp mình ký, giúp bảo vệ tính ẩn danh của người dùng. Ưu điểm là đảm bảo quyền riêng tư, ngăn chặn việc truy vết giao dịch, phù hợp với các ứng dụng như tiền điện tử và bỏ phiếu điện tử.

2. Làm thế nào để ngăn chặn việc tiêu xài một đồng tiền điện tử nhiều lần?
   Giải pháp sử dụng giao thức “hỏi và đáp” trong lược đồ Chaum-Fiat-Naor giúp phát hiện và ngăn chặn double-spending bằng cách xác thực từng giao dịch và kiểm tra tính hợp lệ của đồng tiền trước khi chấp nhận thanh toán.

3. Tại sao hệ mật RSA được lựa chọn trong nghiên cứu này?
   RSA là hệ mật mã khóa công khai phổ biến, có độ an toàn cao dựa trên bài toán phân tích thừa số nguyên tố lớn. RSA hỗ trợ cả mã hóa và chữ ký số, phù hợp để xây dựng các hệ thống bảo mật trong thanh toán điện tử.

4. Phương pháp mô phỏng trong luận văn được thực hiện như thế nào?
   Luận văn sử dụng phần mềm Matlab để mô phỏng các giao dịch thanh toán phí đường bộ bằng tiền điện tử, kiểm tra hiệu quả của chữ ký mù RSA và các giao thức bảo mật, với các tham số khóa RSA đảm bảo an toàn.

5. Tiền điện tử có thể áp dụng rộng rãi tại Việt Nam trong thời gian tới không?
   Với sự phát triển của hạ tầng công nghệ và các giải pháp bảo mật như trong luận văn, tiền điện tử có thể được triển khai rộng rãi, đặc biệt trong các lĩnh vực như thanh toán phí giao thông, thương mại điện tử, góp phần thúc đẩy kinh tế số.

Kết luận

• Luận văn đã nghiên cứu và phát triển thành công mô hình chữ ký mù RSA kết hợp lược đồ Chaum-Fiat-Naor để giải quyết các vấn đề an toàn trong tiền điện tử.
• Giải pháp đảm bảo tính ẩn danh người dùng, ngăn chặn gian lận giá trị đồng tiền và double-spending hiệu quả với tỷ lệ phát hiện trên 95%.
• Mô hình được mô phỏng thực nghiệm trên Matlab, chứng minh khả năng ứng dụng trong thanh toán phí giao thông đường bộ với thời gian xử lý nhanh, phù hợp thực tế.
• Đề xuất xây dựng hạ tầng PKI, phát triển ví điện tử bằng thẻ thông minh và nâng cao nhận thức người dùng để thúc đẩy triển khai tiền điện tử tại Việt Nam.
• Các bước tiếp theo bao gồm hoàn thiện hệ thống demo, phối hợp với các cơ quan chức năng để triển khai thử nghiệm thực tế và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực thanh toán khác.

Hành động ngay hôm nay: Các nhà quản lý, doanh nghiệp và nhà nghiên cứu nên phối hợp để phát triển và ứng dụng các giải pháp bảo mật tiền điện tử dựa trên chữ ký mù RSA, góp phần xây dựng nền kinh tế số an toàn và hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1, có thể thấy phương pháp thanh toán sử dụng điện tử khẳng định được ưu việt vượt trội so với thanh toán truyền thống và là xu hướng tất yếu của tương lai. Hệ thống thanh toán dùng điện tử cũng bao gồm các thành phần và cũng có các tính chất như thanh toán tiền giấy thông thường. So với thanh toán dùng tiền mặt, việc thanh toán dùng tiền điện tử gặp phải hai vấn đề cơ bản là: gian lận giá trị đồng tiền và tiêu xài một đồng tiền hai lần. Mặt khác, để có thể triển khai sâu rộng các dịch vụ thanh toán dùng tiền điện tử ở Việt Nam cần phải có một số chính sách bổ xung như: xây dựng “đường đi” an toàn cho đồng tiền điện tử, xây dựng các cơ sở bảo vệ “ví tiền” của người sử dụng.

Sử dụng kỹ thuật mật mã có thể giải quyết các khó khăn nêu trên. Điều này sẽ được chứng minh trong nội dung của các chương kế tiếp. AN TOÀN THÔNG TIN BẰNG MẬT MÃ VÀ CHỮ KÝ SỐ Nhằm làm căn cứ cho việc đề xuất các giải pháp xây dựng giải pháp thanh toán phí giao thông đường bộ sử dụng tiền điện tử trong chương 3, nội dung chương 2 trình bày các kiến thức cơ sở nền tảng liên quan. Phần đầu chương tổng hợp các vấn đề về an toàn và bảo mật thông tin đã được trình bày trong [3] để từ đó thấy được vị trí và vai trò của an toàn thông tin bằng mật mã.

Phần tiếp theo trình bày về các công cụ trong mật mã để bảo đảm an toàn thông tin như mã hóa khóa bí mật, mã hóa khóa công khai, chữ ký số, tạo đại diện bằng hàm băm. Phần cuối chương tổng kết lại cơ sở toán học của mật mã được ứng dụng trong mô hình thanh toán dùng tiền điện tử trong chương 3. Các nội dung nêu trên được tổng hợp từ các tài liệu [2], [3], [8]. TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN VÀ BẢO MẬT THÔNG TIN 2.

Sự cần thiết của bảo đảm an toàn thông tin Ngày nay, sự suất hiện internet và mạng máy tính đã giúp cho việc trao đổi thông tin trở lên nhanh gọn, dễ dàng, Email cho phép người ta nhận hay gửi thư ngay trên máy tính của mình, E-business cho phép thực hiện các giao dịch buôn bán ngay trên mạng. Tuy nhiên lại phát sinh những vấn đề mới. Thông tin quan trọng nằm ở kho dữ liệu hay đang trên đường truyền có thể bị trộm cắp, có thể bị làm sai lệch, có thể bị làm giả mạo. Điều đó làm ảnh hưởng đến các tổ chức, các công ty hay cả một quốc gia.

Những bí mật kinh doanh, tài chính là mục tiêu của các đối thủ cạnh tranh. Những tin tức về an ninh quốc gia là mục tiêu của các tổ chức tình báo trong và ngoài nước. Theo số liệu của CERT (Computer Emegency Response Team: đội cấp cứu máy tính) số lượng các vụ tấn công trên máy internet ngày càng nhiều, quy mô của chúng mỗi ngày một lớn và phương pháp tấn công ngày càng hoàn thiện. Khi trao đổi thông tin trên mạng, những tình huống mới nảy sinh: Người ta nhận được một bản tin trên mạng, thì lấy gì làm đảm bảo rằng nó là của đối tác gửi cho 17 họ.

Khi nhận được tờ Sec điện tử hay tiền điện tử trên mạng, thì có cách nào xác nhận rằng nó là của đối tác đã thanh toán cho ta. Tiền đó là tiền thật hay tiền giả. Thông thường người gửi vản bản quan trọng phải ký phía dưới. Nhưng khi truyền trên mạng, văn bản hay giấy thanh toán có thể bị trộm cắp và phía dưới nó có thể dán một chữ ký khác.

Tóm lại với cách thức ký như cũ, chữ kỹ rất dễ bị giả mạo. Khái niệm an toàn thông tin 2. Khái niệm Theo [2] an toàn thông tin nghĩa là thông tin được bảo vệ, các hệ thống và dịch vụ có khả năng chống lại những sự can thiệp, lỗi và những tai họa không mong đợi, các thay đổi tác động đến độ an toàn của hệ thống là nhỏ nhất. Hệ thống không an toàn là hệ thống tồn tại những điểm: thông tin bị rò rỉ ra ngoài - thông tin dữ liệu trong hệ thống bị người không được quyền truy nhập lấy và sử dụng, thông tin bị thay đổi - các thông tin trong hệ thống bị thay thế hoặc sửa đổi làm sai lệch một phần hoặc hoàn toàn nội dung.

Giá trị thực sự của thông tin chỉ đạt được khi thông tin được cung cấp chính xác và kịp thời, hệ thống phải hoạt động chuẩn xác thì mới có thể đưa ra những thông tin có giá trị cao. Mục tiêu của an toàn bảo mật trong công nghệ thông tin là đưa ra một số tiêu chuẩn an toàn và áp dụng các tiêu chuẩn an toàn này vào chỗ thích hợp để giảm bớt và loại trừ những nguy hiểm có thể xảy ra. Ngày nay với kỹ thuật truyền nhận và xử lý thông tin ngày càng phát triển và phức tạp nên hệ thống chỉ có thể đạt tới một mức độ an toàn nào đó và không có một hệ thống an toàn tuyệt đối. Ngoài ra khi đánh giá còn phải cân đối giữa mức độ an toàn và chất lượng của dịch vụ được cung cấp.

Khi đánh giá độ an toàn thông tin cần phải dựa trên nội dung phân tích các rủi ro có thể gặp, từ đó tăng dần sự an toàn bằng cách giảm bớt những rủi ro. Các đánh giá cần hài hoà với đặc tính, cấu trúc hệ thống và quá trình kiểm tra chất lượng. Các yêu cầu an toàn bảo mật thông tin. Ngày nay, với sự phát triển rất nhanh của khoa học công nghệ, các biện pháp tấn công ngày càng tinh xảo hơn, độ an toàn của thông tin có thể bị đe dọa từ nhiều 18 nơi, theo nhiều cách khác nhau, chúng ta cần phải đưa ra các chính sách đề phòng thích hợp.

Các yêu cầu cần thiết của việc bảo vệ thông tin và tài nguyên: • Đảm bảo bí mật (Bảo mật) thông tin không bị lộ đối với người không được phép. • Đảm bảo tính tin cậy (Confidentiality): Thông tin và tài nguyên không thể bị truy cập trái phép bởi những người không có quyền hạn. • Đảm bảo tính toàn vẹn (Integrity): Thông tin và tài nguyên không thể bị sửa đổi, bị thay thế bởi những người không có quyền hạn. • Đảm bảo tính sẵn sàng (Availability): Thông tin và tài nguyên luôn sẵn sàng để đáp ứng sử dụng cho người có quyền hạn.

• Đảm bảo tính không thể chối bỏ (Non-repudiation): Thông tin và tài nguyên được xác nhận về mặt pháp luật của người cung cấp. Các nội dung an toàn thông tin  Nội dung chính: - An toàn máy tính: là sự bảo vệ các thông tin cố định bên trong máy tính, là khoa học về bảo đảm an toàn thông tin trong máy tính - An toàn truyền tin: là sự bảo vệ thông tin trên đường truyền tin(thông tin được truyền từ hệ thống này sang hệ thống khác), là khoa học bảo đảm an toàn thông tin trên đường truyền tin.  Nội dung chuyên ngành: - An toàn dữ liệu (data security) - An toàn cơ sở dữ liệu (database security) - An toàn hệ điều hành (operation system security) - An toàn mạng máy tính (network security) 2. Các chiến lược bảo đảm an toàn thông tin.

 Cấp quyền hạn tối thiểu: Nguyên tắc cơ bản trong an toàn nói chung là “hạn chế sự ưu tiên”. Mỗi đối tượng sử dụng hệ thống (người quản trị mạng, người sử dụng.) chỉ được cấp phát một số quyền hạn nhất định đủ dùng cho công việc của mình.  Phòng thủ theo chiều sâu: Nguyên tắc tiếp theo trong an toàn nói chung là “bảo vệ theo chiều sâu”. Cụ thể là tạo lập nhiều lớp bảo vệ khác nhau cho hệ thống.

Các phương pháp bảo vệ thông tin Các giải pháp bảo đảm an toàn thông tin  Phương pháp che giấu, bảo đảm toàn vẹn và xác thực thông tin. - “Che” dữ liệu (mã hóa): thay đổi hình 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(đánh giấu thông tin)  Kỹ thuật: - Mã hóa, hàm băm, giấu tin, ký số.

- Giao thức bảo toàn thông tin, giao thức xác thực thông tin,.  Phương pháp kiểm soát lỗi vào ra của thông tin. - Kiểm soát, ngăn chặn các thông tin vào ra hệ thống máy tính. - Kiểm soát, cấp quyền sử dụng các thông tin trong hệ thống máy tính.

- Kiểm soát, tìm diệt “sâu bọ” vào trong hệ thống máy tính - Kỹ thuật: Mật khẩu, tường lửa, mạng riêng ảo, nhận dạng, xác định thực thể, cấp quyền hạn.  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.

- Các “lỗ hổng” trong các hệ điều hành. - Các “lỗ hổng” trong các ứng dụng.  Phối hợp các phương pháp: Xây dựng các “hành lang”, “đường đi” an toàn cho thông tin gồm 3 phần: - Hạ tầng mật mã khóa công khai(PKI) - Kiểm soát nối vào – ra: Mật khẩu, tưởng lửa, mạng riêng ảo, cấp quyền hạn. - Kiểm soát và xử lý các lỗ hổng.

 Các kỹ thuật bảo đảm an toàn thông tin - Kỹ thuật diệt trừ: Virus máy tính, chương trình trái phép. - Kỹ thuật tường lửa: Ngăn chặn truy cập trái phép, lọc thông tin không hợp pháp. - Kỹ thuật mạng riêng ảo: Tạo ra hành lang riêng cho thông tin “đi lại”. 20 - Kỹ thuật mật mã: Mã hóa, kỹ số, các giao thức mật mã, chống chối cãi.

- Kỹ thuật giấu tin: Che giấu thông tin trong môi trường dữ liệu khác. - Kỹ thuật thủy ký: Bảo vệ bản quyền tài liệu số hóa. - Kỹ thuật truy tìm “dấu vết” kẻ trộm tin.  Các công nghệ đảm bảo an toàn thông tin - Công nghệ chung: Tường lửa, mạng riêng ảo, PKI(khóa côngkhai), thẻ thông minh.

- Công nghệ cụ thể: SSL, TLS, PGP, SMINE. MẬT MÃ VÀ CÁC YÊU CẦU BẢO MẬT THÔNG TIN Mật mã học là một lĩnh vực liên quan với các kỹ thuật ngôn ngữ và toán học để đảm bảo an toàn thông tin, cụ thể là trong thông tin liên lạc. Về phương diện lịch sử, mật mã học gắn liền với quá trình mã hóa. Điều này có nghĩa là nó gắn với các cách thức để chuyển đổi thông tin từ dạng này sang dạng khác nhưng ở đây là từ dạng thông thường có thể nhận thức được thành dạng không thể nhận thức được, làm cho thông tin trở thành dạng không thể đọc được nếu như không có các kiến thức bí mật.