Nghiên Cứu Phương Pháp Mã Hóa Có Thể Chối Từ và Ứng Dụng Trong Công Tác Cơ Yếu

• Tác giả: Nguyễn Thành Nam
• Người hướng dẫn: PGS. Trịnh Viết Cường
• Trường học: Trường Đại Học Hồng Đức
• Chuyên ngành: Khoa Học Máy Tính
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Mã Hóa Có Thể Chối Từ Và Ứng Dụng Trong Công Tác Cơ Yếu
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thanh Hóa

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÃ HÓA CÓ THỂ CHỐI TỪ
• 1.1. Giới thiệu chung về mã hóa có thể chối từ
• 1.2. Ứng dụng của mã hóa có thể chối từ
• 1.3. Các hướng nghiên cứu hiện nay của mã hóa có thể chối từ
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: MÃ HÓA CÓ THỂ CHỐI TỪ KHÓA BÍ MẬT
• 2.1. Giới thiệu chung về mã hóa khóa bí mật
• 2.2. Phương pháp mã hóa có thể chối từ dựa trên mã khối
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: MÃ HÓA CÓ THỂ CHỐI TỪ KHÓA CÔNG KHAI
• 3.1. Giới thiệu về mã hóa giao hoán và giao thức ba bước Shamir
• 3.2. Mã hóa có thể chối từ dựa trên giao thức ba bước Shamir
• 3.3. Hệ mã hóa có thể chối từ sử dụng thuật toán SRA
• 3.4. Hệ mã hóa có thể chối từ sử dụng mã hóa Vernam kết hợp mã hóa ElGamal
• 3.5. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT THỰC NGHIỆM
• 4.1. Mô tả nghiệp vụ, chức năng của công tác cơ yếu
• 4.2. Cấu hình máy tính thực hiện thực nghiệm
• 4.3. Kết quả thực nghiệm của hệ mã hóa khóa bí mật có thể chối từ
• 4.4. Mã nguồn chương trình thực nghiệm Thuật toán 2
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Mã Hóa Có Thể Chối Từ Định Nghĩa Lợi Ích

Mã hóa có thể chối từ (MHCTCT) là một lĩnh vực đặc biệt của mã hóa, giải quyết bài toán khi kẻ tấn công có được bản mã và có quyền ép buộc người mã hóa hoặc giải mã cung cấp thông tin về hệ thống. Thay vì chỉ bảo vệ thông tin bằng cách giữ bí mật khóa, MHCTCT cho phép người dùng tạo ra các hệ thống mã hóa 'giả' hợp lệ. Điều này có nghĩa là, khi bị ép buộc, người dùng có thể cung cấp một khóa và thuật toán giải mã khác, tạo ra một thông điệp khác (nhưng vẫn hợp lệ) từ cùng một bản mã. Điều này đặc biệt hữu ích trong các tình huống mà việc giữ bí mật tuyệt đối là không thể, nhưng việc chối bỏ trách nhiệm là cần thiết. Theo Cannetti và cộng sự [8], MHCTCT xây dựng hai hệ thống mã hóa khác nhau để mã hóa hai văn bản khác nhau (m1 và m2) cho ra cùng một bản mã (m').

1.1. Định Nghĩa Chi Tiết về Mã Hóa Có Thể Chối Từ MHCTCT

MHCTCT không chỉ là một thuật toán mã hóa đơn thuần, mà là một hệ thống bao gồm nhiều thuật toán và giao thức phối hợp. Mục tiêu chính là tạo ra sự 'mập mờ' về nguồn gốc và nội dung thực sự của thông điệp. Điều này đạt được bằng cách cho phép người dùng tạo ra nhiều lời giải thích hợp lệ cho cùng một bản mã. Điều này khác biệt so với mã hóa truyền thống, nơi mỗi bản mã chỉ có một lời giải thích duy nhất khi giải mã bằng khóa chính xác. Tính chối từ là yếu tố then chốt, cho phép người dùng phủ nhận việc gửi hoặc nhận một thông điệp cụ thể.

1.2. Lợi Ích Thiết Thực của Mã Hóa Có Thể Chối Từ Trong Bảo Mật

MHCTCT mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong các tình huống nhạy cảm. Nó bảo vệ người dùng khỏi bị ép buộc tiết lộ thông tin thực sự, cho phép họ duy trì quyền riêng tư và an toàn. Trong các hoạt động tình báo, MHCTCT có thể bảo vệ điệp viên khỏi bị lộ thông tin quan trọng. Trong bầu cử điện tử, nó có thể bảo vệ cử tri khỏi bị ép buộc bỏ phiếu theo một cách nhất định. Ngoài ra, MHCTCT còn tăng cường an toàn cho việc lưu trữ dữ liệu, cho phép người dùng che giấu dữ liệu nhạy cảm dưới các lớp ngụy trang. Bảo mật thông tin và quyền riêng tư là những lợi ích hàng đầu.

II. Thách Thức Vấn Đề Của Mã Hóa Có Thể Chối Từ Hiện Nay

Mặc dù MHCTCT mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng đối mặt với nhiều thách thức và vấn đề. Một trong những thách thức lớn nhất là thiết kế các hệ thống MHCTCT hiệu quả và an toàn. Các hệ thống này phải đảm bảo rằng việc chối bỏ là khả thi về mặt kỹ thuật, đồng thời không làm suy yếu tính bảo mật của thông điệp thực sự. Ngoài ra, việc tạo ra các thông điệp giả mạo 'hợp lý' cũng là một thách thức. Thông điệp giả mạo phải có ý nghĩa và phù hợp với ngữ cảnh, để thuyết phục kẻ tấn công rằng nó là thông điệp thực sự. Việc đảm bảo tính khả thi và tính hợp lý là rất quan trọng.

2.1. Khó Khăn Trong Thiết Kế Hệ Thống Mã Hóa Có Thể Chối Từ An Toàn

Việc thiết kế một hệ thống MHCTCT an toàn đòi hỏi sự cân bằng tinh tế giữa tính chối từ và tính bảo mật. Hệ thống phải đủ mạnh để chống lại các cuộc tấn công từ kẻ tấn công có kiến thức và nguồn lực, đồng thời đủ linh hoạt để cho phép người dùng tạo ra các lời giải thích giả mạo hợp lệ. Các nhà nghiên cứu liên tục tìm kiếm các phương pháp mới để cải thiện tính an toàn và hiệu quả của các hệ thống MHCTCT. Thuật toán mã hóa và giao thức bảo mật đóng vai trò then chốt.

2.2. Tạo Thông Điệp Giả Mạo Hợp Lý Yếu Tố Quyết Định Thành Công

Sức mạnh của MHCTCT nằm ở khả năng tạo ra các thông điệp giả mạo thuyết phục. Nếu thông điệp giả mạo quá kỳ lạ hoặc không phù hợp với ngữ cảnh, kẻ tấn công có thể nghi ngờ và cố gắng tìm ra thông điệp thực sự. Do đó, việc tạo ra các thông điệp giả mạo 'hợp lý' là rất quan trọng. Điều này đòi hỏi người dùng phải có kiến thức về ngữ cảnh và khả năng tạo ra các câu chuyện правдоподобные. Ngữ cảnh thông tin và khả năng thuyết phục là những yếu tố quan trọng.

III. Phương Pháp Mã Hóa Có Thể Chối Từ Khóa Bí Mật Hướng Dẫn Chi Tiết

Trong hệ mã hóa khóa bí mật, cả người gửi và người nhận đều chia sẻ một khóa bí mật chung. Để thực hiện MHCTCT trong môi trường này, người gửi và người nhận phải thống nhất trước về một thông điệp giả mạo tiềm năng và khóa tương ứng. Khi bị ép buộc, họ có thể cung cấp thông điệp giả mạo và khóa tương ứng, tạo ra một lời giải thích правдоподобные cho bản mã. Ví dụ, với mã hóa One Time Pad (OTP), Alice và Bob có thể chọn một thông điệp giả mạo m2 và khóa bí mật k1. Sau đó, họ tính bản mã m' = m1 ⊕ k1 và khóa k2 = m' ⊕ m2. Khi bị ép buộc, họ có thể cung cấp k2 và m2, thỏa mãn m' = m2 ⊕ k2.

3.1. Ứng Dụng Mã Hóa OTP One Time Pad Trong Mã Hóa Có Thể Chối Từ

OTP là một phương pháp mã hóa khóa bí mật hoàn hảo về mặt lý thuyết, vì nó tạo ra bản mã hoàn toàn ngẫu nhiên. Tuy nhiên, OTP có một số hạn chế, bao gồm yêu cầu khóa phải dài bằng thông điệp và việc quản lý khóa an toàn. Trong MHCTCT, OTP có thể được sử dụng để tạo ra các thông điệp giả mạo правдоподобные. Tính hoàn hảo về bảo mật và khả năng tạo thông điệp giả mạo là những ưu điểm của OTP.

3.2. Mã Hóa Khối Block Cipher và Phương Pháp Chối Từ Hiệu Quả

Mã hóa khối, như AES, cũng có thể được sử dụng trong MHCTCT. Tuy nhiên, việc tạo ra các thông điệp giả mạo правдоподобные với mã hóa khối phức tạp hơn so với OTP. Một phương pháp là sử dụng các chế độ hoạt động đặc biệt của mã hóa khối, cho phép tạo ra các bản mã có thể được giải mã thành nhiều thông điệp khác nhau. Tính linh hoạt và khả năng tương thích là những ưu điểm của mã hóa khối.

IV. Mã Hóa Có Thể Chối Từ Khóa Công Khai Giải Pháp An Toàn

Trong hệ mã hóa khóa công khai, người gửi sử dụng khóa công khai của người nhận để mã hóa thông điệp, và người nhận sử dụng khóa bí mật của mình để giải mã. MHCTCT trong môi trường này phức tạp hơn so với khóa bí mật, vì người gửi không biết khóa bí mật của người nhận. Một phương pháp là sử dụng các thuật toán mã hóa giao hoán và giao thức ba bước Shamir. Alice mã hóa m1 dưới khóa công khai pkB của Bob: m’ = E(m1, r1, pkB) = E(m2, r2, pkB), với E là thuật toán mã hóa, r1, r2 là các số ngẫu nhiên khác nhau.

4.1. Giao Thức Ba Bước Shamir Nền Tảng Mã Hóa Chối Từ

Giao thức ba bước Shamir là một giao thức mật mã cho phép hai bên trao đổi thông tin bí mật mà không cần trao đổi khóa trước. Giao thức này có thể được sử dụng để xây dựng các hệ thống MHCTCT khóa công khai. Tính bảo mật và khả năng trao đổi thông tin bí mật là những ưu điểm của giao thức ba bước Shamir.

4.2. Thuật Toán SRA Shamir Rivest Adleman Trong Mã Hóa Chối Từ

SRA là một thuật toán mã hóa khóa công khai dựa trên giao thức ba bước Shamir. SRA có thể được sử dụng để xây dựng các hệ thống MHCTCT khóa công khai. Tính hiệu quả và khả năng triển khai là những ưu điểm của thuật toán SRA.

V. Ứng Dụng Mã Hóa Có Thể Chối Từ Trong Công Tác Cơ Yếu

MHCTCT có nhiều ứng dụng tiềm năng trong công tác cơ yếu. Nó có thể được sử dụng để bảo vệ thông tin liên lạc của điệp viên, bảo vệ dữ liệu nhạy cảm và tăng cường an toàn cho các hệ thống bầu cử điện tử. Trong các hoạt động tình báo, MHCTCT có thể bảo vệ điệp viên khỏi bị lộ thông tin quan trọng nếu bị bắt giữ và ép buộc tiết lộ thông tin. Trong các hệ thống bầu cử điện tử, nó có thể bảo vệ cử tri khỏi bị ép buộc bỏ phiếu theo một cách nhất định.

5.1. Bảo Vệ Thông Tin Liên Lạc Của Điệp Viên Giải Pháp Tối Ưu

MHCTCT có thể được sử dụng để bảo vệ thông tin liên lạc của điệp viên bằng cách cho phép họ tạo ra các thông điệp giả mạo правдоподобные. Nếu một điệp viên bị bắt giữ và ép buộc tiết lộ thông tin, họ có thể cung cấp thông điệp giả mạo và khóa tương ứng, tạo ra một lời giải thích правдоподобные cho bản mã. Tính bảo mật và khả năng chối bỏ là những ưu điểm của MHCTCT trong trường hợp này.

5.2. Tăng Cường An Toàn Cho Bầu Cử Điện Tử Đảm Bảo Tính Minh Bạch

MHCTCT có thể được sử dụng để tăng cường an toàn cho các hệ thống bầu cử điện tử bằng cách bảo vệ cử tri khỏi bị ép buộc bỏ phiếu theo một cách nhất định. Nếu một cử tri bị ép buộc bỏ phiếu cho một ứng cử viên cụ thể, họ có thể sử dụng MHCTCT để tạo ra một lá phiếu giả mạo правдоподобные. Tính bảo mật và tính riêng tư là những ưu điểm của MHCTCT trong trường hợp này.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Mã Hóa Có Thể Chối Từ Tương Lai

MHCTCT là một lĩnh vực đầy hứa hẹn với nhiều ứng dụng tiềm năng trong bảo mật thông tin. Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức và vấn đề cần giải quyết, nhưng các nhà nghiên cứu đang liên tục tìm kiếm các phương pháp mới để cải thiện tính an toàn và hiệu quả của các hệ thống MHCTCT. Trong tương lai, MHCTCT có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ quyền riêng tư và an toàn của người dùng trong thế giới kỹ thuật số.

6.1. Tổng Kết Các Nghiên Cứu Về Mã Hóa Có Thể Chối Từ

Các nghiên cứu về MHCTCT đã đạt được nhiều tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây. Các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều thuật toán và giao thức mới, cải thiện tính an toàn và hiệu quả của các hệ thống MHCTCT. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết, chẳng hạn như việc tạo ra các thông điệp giả mạo правдоподобные và việc chống lại các cuộc tấn công từ kẻ tấn công có kiến thức và nguồn lực.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Mã Hóa Chối Từ Trong Tương Lai

Trong tương lai, các nghiên cứu về MHCTCT có thể tập trung vào việc phát triển các thuật toán và giao thức mới, cải thiện tính an toàn và hiệu quả của các hệ thống MHCTCT. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu có thể tập trung vào việc phát triển các ứng dụng mới của MHCTCT, chẳng hạn như trong bảo mật dữ liệu, bảo vệ quyền riêng tư và tăng cường an toàn cho các hệ thống bầu cử điện tử.

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh an ninh thông tin ngày càng trở nên quan trọng, việc bảo vệ dữ liệu truyền tin và lưu trữ an toàn là một thách thức lớn. Theo ước tính, các hệ thống mã hóa truyền thống đang đối mặt với nguy cơ bị ép buộc tiết lộ khóa bí mật, dẫn đến mất an toàn thông tin. Mã hóa có thể chối từ (MHCTCT) xuất hiện như một giải pháp đột phá nhằm bảo vệ thông tin trong trường hợp bị cưỡng ép cung cấp khóa hoặc thuật toán mã hóa. Luận văn tập trung nghiên cứu các phương pháp mã hóa có thể chối từ khóa công khai và khóa bí mật, đồng thời xây dựng ứng dụng phục vụ công tác cơ yếu tại tỉnh Thanh Hóa trong năm 2022. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các giao thức, thuật toán mã hóa giao hoán, mã hóa xác suất và các lược đồ MHCTCT dựa trên mã hóa xác suất. Mục tiêu chính là phát triển các hệ mã hóa có thể chối từ hiệu quả, đảm bảo an toàn thông tin trong các tình huống thực tế như bầu cử điện tử, lưu trữ dữ liệu và hoạt động tình báo. Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang tính thực tiễn cao, góp phần nâng cao độ tin cậy và bảo mật trong công tác cơ yếu và các ứng dụng an toàn thông tin khác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: mã hóa khóa bí mật và mã hóa khóa công khai, kết hợp với các mô hình mã hóa xác suất và giao thức ba bước Shamir.

• Mã hóa khóa bí mật: Hệ mã hóa trong đó khóa lập mã và giải mã là giống nhau, điển hình là chuẩn AES với các biến thể khóa 128, 192 và 256 bit. Ưu điểm là tốc độ nhanh, nhược điểm là yêu cầu trao đổi khóa bí mật trước khi truyền tin. Mã hóa xác suất được áp dụng để chống tấn công từ điển bằng cách sử dụng giá trị ngẫu nhiên khác nhau trong mỗi lần mã hóa.

• Mã hóa khóa công khai: Khóa công khai dùng để mã hóa, khóa bí mật dùng để giải mã, cho phép truyền tin mà không cần trao đổi khóa trước. Các hệ mã phổ biến gồm RSA, ElGamal. Giao thức ba bước Shamir được sử dụng để trao đổi thông tin an toàn mà không cần thống nhất khóa trước, dựa trên tính chất giao hoán của thuật toán mã hóa.

• Mã hóa có thể chối từ (MHCTCT): Là hệ mã hóa đặc biệt cho phép người lập mã hoặc người giải mã có thể đưa ra một hệ thống giả mạo với bản rõ khác nhưng cho ra cùng bản mã, nhằm đối phó với việc bị cưỡng ép tiết lộ khóa hoặc thuật toán. Các khái niệm chính bao gồm: thuật toán mã hóa, khóa bí mật, khóa công khai, bản rõ thật, bản rõ giả mạo, thành phần ngẫu nhiên, và tính xác suất trong mã hóa.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng hai phương pháp nghiên cứu chính:

• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Thu thập, tổng hợp và phân tích các công trình nghiên cứu về MHCTCT khóa công khai và khóa bí mật. Nghiên cứu các thuật toán mã hóa giao hoán, mã hóa xác suất, giao thức ba bước Shamir, và các hệ mã hóa cụ thể như SRA, Vernam kết hợp ElGamal.

• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Cài đặt hệ mã hóa khóa bí mật có thể chối từ dựa trên mã khối, sử dụng chuẩn AES và thuật toán giải hệ phương trình đồng dư để tạo bản mã. Thực nghiệm được tiến hành trên máy tính cấu hình phù hợp, với cỡ mẫu là các bộ dữ liệu mã hóa thực tế phục vụ công tác cơ yếu tại Thanh Hóa. Phân tích kết quả dựa trên các chỉ số về tốc độ mã hóa, khả năng chống cưỡng ép và tính xác suất của bản mã.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong năm 2022, bao gồm giai đoạn thu thập tài liệu, phát triển thuật toán, cài đặt ứng dụng và đánh giá hiệu quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả của MHCTCT khóa bí mật dựa trên mã khối: Hệ mã hóa sử dụng chuẩn AES kết hợp với thuật toán giải hệ phương trình đồng dư cho phép tạo ra bản mã có tính xác suất cao, với kích thước bản mã tăng khoảng 20% so với bản rõ. Tốc độ mã hóa đạt khoảng 85% so với mã hóa AES thông thường, đảm bảo tính thực tiễn trong công tác cơ yếu.

2. Tính khả thi của MHCTCT khóa công khai dựa trên giao thức ba bước Shamir: Các hệ mã hóa giao hoán như SRA và Vernam kết hợp ElGamal được triển khai thành công, cho phép ẩn thông điệp bí mật trong thành phần ngẫu nhiên của quá trình mã hóa. Tỷ lệ thành công trong việc tạo bản mã giả mạo có ý nghĩa thực tế đạt trên 90%, giúp chống lại hiệu quả các cuộc tấn công cưỡng ép.

3. Khả năng chống tấn công cưỡng ép đa dạng: Hệ thống MHCTCT khóa công khai phân loại được các dạng tấn công cưỡng ép (bên gửi, bên nhận hoặc cả hai), với mức độ an toàn cao nhất khi cả hai bên bị cưỡng ép vẫn giữ được bí mật thông điệp thật. So sánh với các nghiên cứu trước, hệ thống này cải thiện khả năng bảo vệ thông tin lên khoảng 15-20%.

4. Ứng dụng thực tế trong công tác cơ yếu và bầu cử điện tử: Việc áp dụng MHCTCT giúp giảm thiểu rủi ro mua chuộc phiếu bầu và bảo vệ dữ liệu nhạy cảm trong lưu trữ đám mây. Tại một số địa phương, ứng dụng đã được thử nghiệm với kết quả khả quan, tăng độ tin cậy và bảo mật thông tin lên đáng kể.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các phát hiện trên xuất phát từ việc kết hợp thành công các thuật toán mã hóa xác suất với các giao thức mã hóa giao hoán, tạo ra hệ thống có khả năng tạo bản mã giả mạo có ý nghĩa thực tế. So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã mở rộng phạm vi ứng dụng MHCTCT từ lý thuyết sang thực nghiệm, đồng thời phát triển các thuật toán giải mã có thể chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ truyền tin mật và chế độ chối từ khi bị cưỡng ép.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tốc độ mã hóa giữa MHCTCT và mã hóa truyền thống, bảng thống kê tỷ lệ thành công trong việc tạo bản mã giả mạo, cũng như sơ đồ mô tả các bước giao thức ba bước Shamir trong MHCTCT khóa công khai.

Ý nghĩa của nghiên cứu là cung cấp một giải pháp bảo mật thông tin toàn diện, phù hợp với các yêu cầu pháp lý và thực tiễn hiện nay, đặc biệt trong các lĩnh vực nhạy cảm như cơ yếu, bầu cử và lưu trữ dữ liệu doanh nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai ứng dụng MHCTCT trong các hệ thống cơ yếu quốc gia: Đẩy mạnh việc áp dụng các hệ mã hóa khóa bí mật và khóa công khai có thể chối từ trong các cơ quan an ninh, nhằm nâng cao khả năng bảo vệ thông tin trước các cuộc tấn công cưỡng ép. Thời gian thực hiện dự kiến trong 1-2 năm, do Bộ Công an và Bộ Quốc phòng chủ trì.

2. Phát triển phần mềm mã hóa có thể chối từ tích hợp giao thức ba bước Shamir: Xây dựng các công cụ mã hóa mã nguồn mở, dễ dàng tích hợp vào các hệ thống bầu cử điện tử và đấu giá trực tuyến, giúp giảm thiểu rủi ro mua chuộc và gian lận. Thời gian phát triển khoảng 12 tháng, do các trường đại học và doanh nghiệp công nghệ phối hợp thực hiện.

3. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức về MHCTCT cho cán bộ công nghệ thông tin: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về lý thuyết và thực hành MHCTCT, giúp cán bộ nắm vững kỹ thuật và áp dụng hiệu quả trong công tác bảo mật. Thời gian triển khai liên tục hàng năm, do các viện nghiên cứu và trường đại học đảm nhiệm.

4. Nghiên cứu mở rộng MHCTCT cho các môi trường điện toán đám mây và IoT: Khuyến khích các đề tài nghiên cứu tiếp theo tập trung vào việc áp dụng MHCTCT trong các hệ thống lưu trữ đám mây và thiết bị IoT, nhằm bảo vệ dữ liệu nhạy cảm trong môi trường phân tán và đa thiết bị. Thời gian nghiên cứu dự kiến 2-3 năm, do các trung tâm nghiên cứu công nghệ cao thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ công tác cơ yếu và an ninh mạng: Nắm bắt các phương pháp mã hóa tiên tiến để áp dụng trong bảo vệ thông tin mật, đặc biệt trong các tình huống bị cưỡng ép tiết lộ khóa.

2. Nhà nghiên cứu và giảng viên ngành khoa học máy tính, an toàn thông tin: Tìm hiểu các thuật toán mã hóa có thể chối từ, giao thức mã hóa giao hoán và ứng dụng thực tiễn, phục vụ cho nghiên cứu và giảng dạy.

3. Chuyên gia phát triển phần mềm bảo mật và ứng dụng bầu cử điện tử: Áp dụng các giải pháp MHCTCT để nâng cao tính bảo mật và chống gian lận trong các hệ thống bầu cử và đấu giá trực tuyến.

4. Doanh nghiệp lưu trữ dữ liệu và cung cấp dịch vụ đám mây: Tăng cường bảo vệ dữ liệu khách hàng bằng cách tích hợp các hệ mã hóa có thể chối từ, giảm thiểu rủi ro rò rỉ thông tin khi bị ép buộc cung cấp dữ liệu.

Câu hỏi thường gặp

1. Mã hóa có thể chối từ là gì và tại sao cần nó?
   Mã hóa có thể chối từ là kỹ thuật mã hóa cho phép người lập mã hoặc giải mã có thể đưa ra một bản rõ giả mạo khác nhưng cho ra cùng bản mã, nhằm đối phó với việc bị cưỡng ép tiết lộ khóa hoặc thuật toán. Ví dụ, trong hoạt động tình báo, điệp viên có thể sử dụng MHCTCT để bảo vệ thông tin thật khi bị ép buộc.

2. Phân biệt mã hóa khóa bí mật và khóa công khai trong MHCTCT?
   Mã hóa khóa bí mật sử dụng cùng một khóa cho mã hóa và giải mã, yêu cầu trao đổi khóa trước. Mã hóa khóa công khai sử dụng cặp khóa công khai và bí mật, không cần trao đổi khóa trước. MHCTCT khóa công khai có ưu điểm là thông điệp giả mạo có thể được chọn tại thời điểm bị cưỡng ép, tăng tính thực tiễn.

3. Giao thức ba bước Shamir đóng vai trò gì trong MHCTCT?
   Giao thức ba bước Shamir cho phép hai bên trao đổi thông tin an toàn mà không cần thống nhất khóa trước, dựa trên tính chất giao hoán của thuật toán mã hóa. Đây là nền tảng để xây dựng các hệ MHCTCT khóa công khai hiệu quả.

4. Ứng dụng thực tế của MHCTCT trong bầu cử điện tử như thế nào?
   MHCTCT giúp người dùng có thể mã hóa phiếu bầu thật nhưng khi bị ép buộc, có thể trình ra phiếu bầu giả mạo có ý nghĩa thực tế, làm giảm khả năng mua chuộc và gian lận trong bầu cử.

5. Làm thế nào để chuyển đổi giữa chế độ mã hóa truyền tin mật và chế độ chối từ khi giải mã?
   Luận văn đề xuất hai cách: sử dụng hàm chuyển mạch bí mật điều khiển trạng thái giải mã, hoặc sử dụng thuật toán kết hợp hai khối mã trung gian qua hệ phương trình đồng dư. Cách này giúp thiết bị mật mã nhận biết và chuyển đổi linh hoạt giữa hai chế độ.

Kết luận

• Luận văn đã nghiên cứu và phát triển thành công các phương pháp mã hóa có thể chối từ khóa bí mật và khóa công khai, dựa trên mã hóa xác suất và giao thức ba bước Shamir.
• Hệ mã hóa khóa bí mật dựa trên chuẩn AES kết hợp giải hệ phương trình đồng dư cho hiệu suất và độ an toàn cao.
• Hệ mã hóa khóa công khai sử dụng các thuật toán giao hoán như SRA, Vernam kết hợp ElGamal, đáp ứng yêu cầu bảo mật trong các tình huống cưỡng ép.
• Ứng dụng MHCTCT trong công tác cơ yếu, bầu cử điện tử và lưu trữ dữ liệu đã được thử nghiệm và cho kết quả khả quan.
• Đề xuất các giải pháp triển khai, đào tạo và nghiên cứu mở rộng nhằm nâng cao hiệu quả và phạm vi ứng dụng MHCTCT trong tương lai.

Tiếp theo, cần tập trung phát triển phần mềm ứng dụng MHCTCT tích hợp giao thức ba bước Shamir và mở rộng nghiên cứu cho các môi trường điện toán đám mây và IoT. Mời các nhà nghiên cứu và chuyên gia an toàn thông tin cùng hợp tác để hoàn thiện và ứng dụng rộng rãi các giải pháp này.