I. Giới thiệu về mật mã hộp trắng và bảo mật dữ liệu
Mật mã hộp trắng là một phương pháp mã hóa được thiết kế để bảo vệ dữ liệu trong môi trường không đáng tin cậy. Khóa luận này tập trung vào việc áp dụng mật mã hộp trắng để tăng cường bảo mật dữ liệu trên ứng dụng Android. Các phương pháp mã hóa truyền thống thường dễ bị tấn công bởi các kỹ thuật phân tích động và tĩnh. Mật mã hộp trắng giải quyết vấn đề này bằng cách ẩn thông tin khóa mã hóa, giúp chống lại các cuộc tấn công trích xuất khóa và dịch ngược mã nguồn.
1.1. Vấn đề bảo mật trên ứng dụng Android
Với sự phổ biến của ứng dụng Android, việc bảo vệ dữ liệu người dùng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Các ứng dụng thường lưu trữ dữ liệu nhạy cảm như thông tin cá nhân, mật khẩu, và dữ liệu tài chính. Tuy nhiên, các phương pháp mã hóa truyền thống không đủ để ngăn chặn các cuộc tấn công hiện đại. Mật mã hộp trắng được đề xuất như một giải pháp hiệu quả để tăng cường bảo mật dữ liệu trên nền tảng này.
1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu của khóa luận là nghiên cứu và triển khai mật mã hộp trắng trên ứng dụng Android để bảo vệ dữ liệu lưu trữ. Nghiên cứu tập trung vào việc triển khai mật mã hộp trắng AES-128 và đánh giá hiệu quả của nó trong việc chống lại các cuộc tấn công. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc phân tích yêu cầu, thiết kế hệ thống, và kiểm thử ứng dụng trên các kịch bản bảo mật cụ thể.
II. Cơ sở lý thuyết về mật mã hộp trắng
Mật mã hộp trắng là một lĩnh vực nghiên cứu trong mật mã học, tập trung vào việc bảo vệ các thuật toán mã hóa trong môi trường không đáng tin cậy. Khóa luận này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các khái niệm cơ bản như an toàn thông tin, mật mã học, và các phương thức mã hóa. Đặc biệt, nghiên cứu tập trung vào mật mã hộp trắng AES-128 và cách triển khai nó trong ứng dụng Android.
2.1. Các khái niệm cơ bản về mật mã học
Mật mã học bao gồm hai nhánh chính: thiết kế mã và thám mã. Thiết kế mã tập trung vào việc tạo ra các hệ thống mã hóa an toàn, trong khi thám mã nghiên cứu các phương pháp tấn công để đánh giá tính bảo mật của hệ thống. Mật mã hộp trắng là một phương pháp mã hóa được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công thám mã trong môi trường không đáng tin cậy.
2.2. Mật mã hộp trắng AES 128
Mật mã hộp trắng AES-128 là một phiên bản của thuật toán AES được triển khai trong môi trường hộp trắng. Nó sử dụng các bảng tra cứu (Lookup Tables) để ẩn thông tin khóa mã hóa, giúp chống lại các cuộc tấn công trích xuất khóa. Khóa luận này mô tả chi tiết quá trình triển khai mật mã hộp trắng AES-128 và các kỹ thuật liên quan như phân tán khóa và bảo vệ bảng tra cứu.
III. Thiết kế và triển khai hệ thống mật mã hộp trắng trên ứng dụng Android
Khóa luận trình bày quy trình thiết kế và triển khai hệ thống mật mã hộp trắng trên ứng dụng Android. Hệ thống bao gồm các module chính như module mã hóa, module lưu trữ dữ liệu, và module kiểm thử. Nghiên cứu cũng đề cập đến việc sử dụng các công nghệ hiện đại như Google Cloud Platform và Spring Boot để hỗ trợ triển khai hệ thống.
3.1. Phân tích yêu cầu và thiết kế hệ thống
Hệ thống được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu bảo mật cao, bao gồm việc mã hóa dữ liệu lưu trữ và chống lại các cuộc tấn công dịch ngược mã nguồn. Các yêu cầu cụ thể bao gồm tính đúng đắn của thuật toán mã hóa, hiệu suất của hệ thống, và khả năng tương thích với các thiết bị Android khác nhau.
3.2. Triển khai và kiểm thử hệ thống
Hệ thống được triển khai trên nền tảng ứng dụng Android với sự hỗ trợ của Google Cloud Platform và Spring Boot. Các bài kiểm thử bao gồm kiểm thử tính đúng đắn của module mã hóa, kiểm thử hiệu suất, và kiểm thử khả năng chống lại các cuộc tấn công dịch ngược mã nguồn. Kết quả kiểm thử cho thấy mật mã hộp trắng là một giải pháp hiệu quả để tăng cường bảo mật dữ liệu trên ứng dụng Android.
IV. Kết luận và hướng phát triển
Khóa luận kết luận rằng mật mã hộp trắng là một giải pháp hiệu quả để tăng cường bảo mật dữ liệu trên ứng dụng Android. Nghiên cứu cũng đề xuất một số hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc nâng cao hiệu suất của hệ thống, mở rộng tính năng của ứng dụng, và nghiên cứu sâu hơn về các kỹ thuật mã hóa tiên tiến.
4.1. Đánh giá hiệu quả của mật mã hộp trắng
Kết quả nghiên cứu cho thấy mật mã hộp trắng có khả năng chống lại các cuộc tấn công dịch ngược mã nguồn và trích xuất khóa. Tuy nhiên, hệ thống cần được cải thiện về hiệu suất để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng thực tế.
4.2. Hướng phát triển trong tương lai
Các hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống, tích hợp thêm các tính năng bảo mật, và nghiên cứu các kỹ thuật mã hóa tiên tiến như mật mã lượng tử và mật mã đồng cấu.
