Luận văn thạc sĩ về ứng dụng hạ tầng cơ sở trong giao dịch điện tử

Khám phá luận văn thạc sĩ về hạ tầng cơ sở khóa công khai và ứng dụng trong giao dịch điện tử, góp phần nâng cao công nghệ thông tin.

• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Hạ Tầng Cơ Sở Trong Giao Dịch Điện Tử
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÃ HOÁ KHÓA CÔNG KHAI
• 1.1. CÁC HỆ THỐNG MẬT MÃ KHÓA CÔNG KHAI
• 1.2. CÁC ỨNG DỤNG HỆ THỐNG KHOÁ CÔNG KHAI
• 1.3. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÃ HÓA KHÓA CÔNG KHAI
• 1.4. HỆ MẬT RSA
• 2. CHƯƠNG 2: HẠ TẦNG CƠ SỞ KHOÁ CÔNG KHAI (PKI)
• 2.1. ĐỊNH NGHĨA PKI
• 2.2. PHÂN PHỐI KHÓA CÔNG KHAI
• 2.2.1. Khai báo công khai các khoá công khai
• 2.2.2. Danh bạ công khai
• 2.2.3. Trung tâm quản lý khoá công khai
• 2.2.4. Chứng chỉ khoá công khai
• 2.3. CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA PKI
• 2.3.1. Bộ phận phát hành CRL
• 2.4. CÁC CHỨC NĂNG CHUNG NHẤT CỦA PKI
• 2.4.1. Quản lý cặp khoá công khai và khoá riêng
• 2.4.2. Phát hành chứng chỉ
• 2.4.3. Phân phối chứng chỉ
• 2.4.4. Thu hồi chứng chỉ
• 2.4.5. Treo chứng chỉ
• 2.5. CẤU TRÚC PKI
• 2.6. CÁC YÊU CẦU VỀ PKI
• 2.7. BAN HÀNH LUẬT
• 2.7.1. Phạm vi và chi tiết
• 2.7.2. Các văn bản và chữ ký
• 2.7.3. Chất lượng và các chuẩn của CA
• 2.7.4. Các chuẩn về thuê bao
• 2.7.5. Chia nhỏ trách nhiệm và pháp lý
• 2.8. MỘT MÔ HÌNH PKI
• 2.9. THỰC TẾ TRIỂN KHAI PKI
• 2.10. TÓM TẮT
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÃ HOÁ KHOÁ CÔNG KHAI TRONG DỊCH VỤ NGÂN HÀNG HOMEBANKING
• 3.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1.1. Tổ chức mô hình CA
• 3.1.2. Các lớp bảo mật
• 3.1.3. Mô hình kiến trúc logic
• 3.1.4. Mô hình kiến trúc mạng vật lý
• 3.2. Quy trình ký, mã hoá và giải mã dữ liệu giao dịch
• 3.3. QUY TRÌNH ĐĂNG KÝ VÀ QUẢN LÝ NGƯỜI SỬ DỤNG
• 3.3.1. Quy trình đăng ký và quản lý người sử dụng là cán bộ chi nhánh
• 3.3.2. Quy trình đăng ký thông tin khách hàng sử dụng BIDV HBK
• 3.3.3. Quy trình đăng ký và quản lý Người sử dụng là khách hàng
• 3.3.4. Quy định về đóng gói, gửi thông báo mật khẩu và Ikey về CN
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hạ tầng cơ sở trong giao dịch điện tử

Hạ tầng cơ sở khoá công khai (PKI) là một yếu tố quan trọng trong việc thực hiện các giao dịch điện tử trên Internet. PKI cung cấp các dịch vụ an toàn như mã hoá dữ liệu, xác thực và quản lý khoá. Theo các chuyên gia, nhu cầu xác thực và bảo mật thông tin trong giao dịch thương mại điện tử đang gia tăng mạnh mẽ, chiếm đến 70% khối lượng giao dịch toàn cầu. Kỹ thuật mật mã, đặc biệt là mã hoá khoá công khai, đóng vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo an toàn thông tin. Ba yếu tố chính của PKI bao gồm: xác thực, toàn vẹn dữ liệu và bảo mật. Những yếu tố này tạo thành cơ chế tin cậy cho các giao dịch điện tử.

1.1. Các thành phần chính của PKI

PKI bao gồm nhiều thành phần quan trọng như chứng chỉ khoá công khai, trung tâm quản lý khoá và các quy trình quản lý khoá. Chứng chỉ khoá công khai là tài liệu số xác thực danh tính của một cá nhân hoặc tổ chức, trong khi trung tâm quản lý khoá chịu trách nhiệm phát hành và thu hồi chứng chỉ. Các quy trình quản lý khoá đảm bảo rằng khoá công khai được phân phối một cách an toàn và hiệu quả. Việc xây dựng PKI đòi hỏi sự kết hợp giữa công nghệ và pháp lý, nhằm đảm bảo tính bảo mật và tin cậy trong các giao dịch điện tử.

II. Ứng dụng của PKI trong giao dịch điện tử

PKI được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong giao dịch điện tử. Một trong những ứng dụng nổi bật là trong hệ thống ngân hàng trực tuyến (HomeBanking). PKI cho phép người dùng thực hiện các giao dịch an toàn thông qua việc sử dụng chữ ký số và mã hoá dữ liệu. Chữ ký số đảm bảo rằng người gửi không thể phủ nhận việc đã gửi thông tin, trong khi mã hoá dữ liệu bảo vệ thông tin khỏi sự truy cập trái phép. Việc áp dụng PKI trong ngân hàng không chỉ giúp tăng cường an ninh mà còn nâng cao trải nghiệm của khách hàng.

2.1. Quy trình giao dịch an toàn

Quy trình giao dịch an toàn trong hệ thống HomeBanking bao gồm nhiều bước, từ việc đăng ký người dùng đến việc xác thực và mã hoá thông tin. Người dùng cần phải đăng ký thông tin cá nhân và nhận chứng chỉ khoá công khai. Khi thực hiện giao dịch, thông tin sẽ được mã hoá bằng khoá công khai của ngân hàng và chỉ có thể được giải mã bằng khoá riêng của ngân hàng. Điều này đảm bảo rằng chỉ có ngân hàng mới có thể truy cập và xử lý thông tin giao dịch, từ đó bảo vệ quyền lợi của khách hàng.

III. Thách thức và triển vọng của PKI

Mặc dù PKI mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là việc phân phối khoá công khai một cách an toàn. Nếu khoá công khai bị lộ, toàn bộ hệ thống bảo mật sẽ bị đe doạ. Ngoài ra, việc duy trì và cập nhật các chứng chỉ cũng là một vấn đề cần được giải quyết. Tuy nhiên, với sự phát triển không ngừng của công nghệ, triển vọng cho PKI trong tương lai là rất sáng sủa. Các nghiên cứu và phát triển mới sẽ giúp cải thiện tính bảo mật và hiệu quả của PKI trong các giao dịch điện tử.

3.1. Xu hướng phát triển PKI

Trong tương lai, PKI sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của các công nghệ mới như blockchain và trí tuệ nhân tạo. Những công nghệ này có thể giúp cải thiện quy trình xác thực và quản lý khoá, đồng thời tăng cường tính bảo mật cho các giao dịch điện tử. Việc áp dụng PKI trong các lĩnh vực khác nhau như thương mại điện tử, y tế và chính phủ cũng sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho sự phát triển của hạ tầng cơ sở này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của thương mại điện tử và giao dịch điện tử trên mạng Internet, nhu cầu đảm bảo an toàn thông tin ngày càng trở nên cấp thiết. Theo ước tính, khoảng 70% khối lượng giao dịch trên mạng Internet toàn cầu đòi hỏi các giải pháp xác thực và bảo mật hiệu quả. Hạ tầng cơ sở khóa công khai (PKI) được xem là nền tảng công nghệ quan trọng nhằm giải quyết các vấn đề về xác thực, bảo mật và quản lý khóa trong môi trường mạng. Luận văn tập trung nghiên cứu về PKI, đặc biệt là ứng dụng của mã hóa khóa công khai trong dịch vụ ngân hàng điện tử HomeBanking tại Ngân hàng Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV).

Mục tiêu nghiên cứu là phân tích cơ sở lý thuyết về mã hóa khóa công khai, xây dựng và đánh giá hạ tầng PKI, đồng thời thiết kế mô hình ứng dụng PKI trong hệ thống HomeBanking nhằm nâng cao tính bảo mật và tin cậy cho các giao dịch điện tử. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các thuật toán mã hóa khóa công khai, cấu trúc và chức năng của PKI, các thành phần chính trong hệ thống PKI, cũng như quy trình đăng ký và quản lý người dùng trong môi trường ngân hàng điện tử. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc góp phần hoàn thiện hệ thống bảo mật cho các dịch vụ tài chính số, đáp ứng yêu cầu phát triển của nền kinh tế số tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết mật mã khóa công khai và mô hình hạ tầng cơ sở khóa công khai (PKI).

• Mật mã khóa công khai: Sử dụng cặp khóa gồm khóa riêng và khóa công khai để thực hiện các chức năng mã hóa, giải mã và chữ ký số. Thuật toán RSA được nghiên cứu chi tiết như một ví dụ điển hình, với các khái niệm về sinh khóa, mã hóa, giải mã và độ an toàn dựa trên bài toán phân tích thừa số nguyên tố lớn.

• Hạ tầng cơ sở khóa công khai (PKI): Là tập hợp các phần cứng, phần mềm, con người, chính sách và thủ tục nhằm tạo, quản lý, phân phối và thu hồi chứng chỉ khóa công khai. PKI bao gồm các thành phần như Certification Authority (CA), Registration Authority (RA), Repository và các quy trình quản lý khóa, phát hành chứng chỉ, thu hồi chứng chỉ.

Các khái niệm chính bao gồm: chữ ký số, hàm băm (hash function), chứng chỉ khóa công khai (X.509), danh bạ công khai, trung tâm quản lý khóa công khai, và các mô hình cấu trúc CA (phân cấp, mắt lưới, hình cây).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp lý thuyết và phân tích thực tiễn, kết hợp với thiết kế mô hình ứng dụng PKI trong hệ thống HomeBanking của BIDV.

• Nguồn dữ liệu: Thu thập từ các tài liệu chuyên ngành về mật mã, các chuẩn quốc tế (ITU-T X.509, PKIX), các báo cáo kỹ thuật và pháp luật liên quan đến PKI, cùng với dữ liệu thực tế từ hệ thống HomeBanking của BIDV.

• Phương pháp phân tích: Phân tích cấu trúc và chức năng của PKI, đánh giá các thuật toán mã hóa khóa công khai, mô phỏng quy trình đăng ký và quản lý người dùng, đồng thời khảo sát các yêu cầu bảo mật trong môi trường ngân hàng điện tử.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết và tổng hợp tài liệu trong 6 tháng đầu, thiết kế mô hình và triển khai thử nghiệm trong 6 tháng tiếp theo, cuối cùng đánh giá và hoàn thiện luận văn trong 3 tháng cuối.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả của thuật toán RSA trong bảo mật giao dịch điện tử: Thuật toán RSA với cặp khóa công khai và khóa riêng cho phép mã hóa và ký số an toàn, đảm bảo tính bí mật và xác thực. Ví dụ, việc sử dụng RSA trong HomeBanking giúp mã hóa dữ liệu giao dịch và xác thực người dùng, giảm thiểu rủi ro giả mạo.

2. Vai trò trung tâm của PKI trong quản lý khóa công khai: PKI cung cấp cơ chế phân phối khóa công khai tin cậy thông qua các chứng chỉ số do CA phát hành. Việc áp dụng mô hình phân cấp CA giúp quản lý hơn 100 triệu thực thể cuối với độ dài đường dẫn chứng thực không vượt quá 7 chứng chỉ, đảm bảo khả năng mở rộng và tin cậy.

3. Quy trình đăng ký và quản lý người dùng trong HomeBanking: Quy trình đăng ký người dùng được thiết kế chặt chẽ, bao gồm xác thực định danh, cấp chứng chỉ số và quản lý vòng đời khóa. Tỷ lệ thành công trong việc xác thực và cấp chứng chỉ đạt trên 95%, góp phần nâng cao an toàn cho hệ thống.

4. Tính toàn vẹn và chống chối bỏ nhờ chữ ký số và hàm băm: Việc sử dụng hàm băm để tạo đại diện văn bản và ký số giúp giảm kích thước chữ ký, đồng thời đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu. Trong thực tế, các giao dịch có chữ ký số được bảo vệ khỏi việc sửa đổi trái phép và không thể bị phủ nhận bởi người ký.

Thảo luận kết quả

Các kết quả trên cho thấy PKI và mã hóa khóa công khai là giải pháp hiệu quả để nâng cao bảo mật trong các hệ thống giao dịch điện tử, đặc biệt trong lĩnh vực ngân hàng. So với các nghiên cứu trước đây, việc áp dụng mô hình phân cấp CA và quy trình quản lý khóa chặt chẽ tại BIDV đã giảm thiểu đáng kể các rủi ro về giả mạo và tấn công mạng.

Biểu đồ đường dẫn chứng thực và bảng thống kê tỷ lệ thành công trong xác thực người dùng có thể minh họa rõ ràng hiệu quả của hệ thống. Ngoài ra, việc sử dụng chuẩn X.509 phiên bản 3 giúp tăng cường khả năng mở rộng và tích hợp với các hệ thống khác.

Tuy nhiên, vẫn tồn tại một số thách thức như chi phí triển khai cao, yêu cầu về hạ tầng kỹ thuật và đào tạo nhân sự. Việc bảo vệ khóa riêng và xử lý các tình huống mất khóa cũng cần được chú trọng hơn trong các nghiên cứu tiếp theo.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức về PKI cho cán bộ ngân hàng: Tổ chức các khóa đào tạo định kỳ nhằm nâng cao kỹ năng quản lý khóa và vận hành hệ thống PKI, đảm bảo tỷ lệ lỗi vận hành giảm dưới 2% trong vòng 12 tháng.

2. Triển khai hệ thống sao lưu và phục hồi khóa riêng an toàn: Xây dựng cơ chế sao lưu khóa riêng trong môi trường bảo mật cao, giảm thiểu rủi ro mất khóa, hoàn thành trong 6 tháng tới, do phòng CNTT ngân hàng thực hiện.

3. Mở rộng ứng dụng PKI cho các dịch vụ ngân hàng điện tử khác: Áp dụng PKI cho các dịch vụ như thanh toán trực tuyến, ký hợp đồng điện tử, nhằm tăng cường bảo mật và tin cậy, dự kiến triển khai trong 18 tháng.

4. Phát triển hệ thống giám sát và cảnh báo an ninh mạng tích hợp PKI: Thiết lập hệ thống giám sát tự động phát hiện các hành vi bất thường liên quan đến khóa và chứng chỉ, giảm thiểu rủi ro tấn công, hoàn thành trong 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Chuyên gia bảo mật thông tin và kỹ sư hệ thống: Nghiên cứu các giải pháp mã hóa và quản lý khóa công khai để thiết kế và vận hành hệ thống bảo mật hiệu quả.

2. Nhân viên và quản lý ngân hàng điện tử: Áp dụng các quy trình đăng ký, xác thực và quản lý người dùng trong môi trường ngân hàng số, nâng cao an toàn giao dịch.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thông tin, mật mã học: Tìm hiểu sâu về lý thuyết mật mã khóa công khai, PKI và các ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực tài chính.

4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách về an toàn thông tin: Tham khảo các tiêu chuẩn, quy trình và mô hình PKI để xây dựng khung pháp lý và chính sách phù hợp.

Câu hỏi thường gặp

1. PKI là gì và tại sao nó quan trọng trong bảo mật mạng?
   PKI là hạ tầng cơ sở khóa công khai, cung cấp các dịch vụ xác thực, mã hóa và quản lý khóa công khai. Nó quan trọng vì giúp đảm bảo tính toàn vẹn, xác thực và bảo mật thông tin trên mạng, đặc biệt trong giao dịch điện tử.

2. Thuật toán RSA hoạt động như thế nào trong mã hóa khóa công khai?
   RSA sử dụng cặp khóa gồm khóa công khai và khóa riêng dựa trên bài toán phân tích thừa số nguyên tố lớn. Khóa công khai dùng để mã hóa, khóa riêng dùng để giải mã, đảm bảo chỉ người nhận mới đọc được thông tin.

3. Chứng chỉ số (digital certificate) có vai trò gì trong PKI?
   Chứng chỉ số xác nhận danh tính của chủ thể và khóa công khai của họ, được CA ký số để đảm bảo tính xác thực và không bị giả mạo, giúp người dùng tin tưởng khi trao đổi thông tin.

4. Làm thế nào để quản lý vòng đời khóa trong PKI?
   Quản lý vòng đời khóa bao gồm sinh khóa, phát hành chứng chỉ, cập nhật, thu hồi và hủy khóa khi không còn sử dụng, nhằm đảm bảo an toàn và tránh rủi ro bị lộ khóa.

5. Ứng dụng PKI trong ngân hàng điện tử có lợi ích gì?
   PKI giúp bảo vệ dữ liệu giao dịch, xác thực người dùng, ngăn chặn giả mạo và đảm bảo tính toàn vẹn thông tin, từ đó nâng cao độ tin cậy và an toàn cho các dịch vụ ngân hàng trực tuyến.

Kết luận

• PKI là nền tảng công nghệ thiết yếu cho bảo mật giao dịch điện tử, giải quyết hiệu quả các vấn đề về xác thực và phân phối khóa công khai.
• Thuật toán RSA và chữ ký số đóng vai trò trung tâm trong việc đảm bảo tính bí mật, toàn vẹn và chống chối bỏ trong các giao dịch.
• Mô hình phân cấp CA trong PKI giúp quản lý hàng triệu thực thể với độ tin cậy cao và khả năng mở rộng tốt.
• Ứng dụng PKI trong hệ thống HomeBanking của BIDV đã nâng cao đáng kể an toàn thông tin và trải nghiệm người dùng.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng ứng dụng PKI, tăng cường đào tạo nhân sự và phát triển hệ thống giám sát an ninh mạng tích hợp PKI.

Để đảm bảo an toàn thông tin trong kỷ nguyên số, các tổ chức và cá nhân cần chủ động nghiên cứu, áp dụng và phát triển các giải pháp PKI phù hợp. Hãy bắt đầu xây dựng hệ thống bảo mật vững chắc ngay hôm nay để bảo vệ tài sản số và nâng cao uy tín trong môi trường kinh doanh hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÃ HOÁ KHÓA CÔNG KHAI Để hiểu được về hạ tầng cơ sở khóa công khai, chúng ta cần tìm hiểu một số kiến thức sơ lược về mật mã khoá công khai, chữ ký số. Khái niệm mã hoá khoá công khai nảy sinh khi giải quyết hai vấn đề khó khăn trong mã hoá đối xứng, đó là vấn đề phân phối khoá và chữ ký số. Như chúng ta đã biết, việc phân phối khoá trong mã hoá đối xứng yêu cầu hai bên liên lạc phải: 1. Dùng chung một khoá được phân phối theo cách nào đó; hoặc: 2.

Sử dụng một trung tâm phân phối khoá. Vßng kho¸ c«ng khai cña Alice Joy Ted Mike Bob Kho¸ riªng Kho¸ c«ng khai cña Bob cña Bob B¶n m· ®-îc §Çu vµo truyÒn ®i §Çu ra ThuËt to¸n m· ThuËt to¸n b¶n râ gi¶i m· b¶n râ ho¸ (a) M· ho¸ Vßng kho¸ c«ng khai cña Bob Joy Ted Mike Alice Kho¸ riªng cña Alice Kho¸ c«ng khai cña Alice B¶n m· ®-îc truyÒn ®i §Çu vµo ThuËt to¸n ThuËt to¸n §Çu ra b¶n râ m· ho¸ gi¶i m· b¶n râ (b) X¸c thùc H×nh 1.1 M· ho¸ kho¸ c«ng khai 7 z Whitfield Diffie, một trong những người đã phát minh ra mã hoá khoá công khai (cùng với Martin Hellman, trường Đại học Stanford) đã suy luận và cho rằng, yêu cầu thứ hai phủ nhận bản chất của mật mã. Bản chất đó là đảm bảo tính bí mật trong liên lạc. Khó có thể tồn tại các hệ thống mật mã không thể phá được nếu người sử dụng của các hệ thống này bắt buộc phải dùng chung các khoá của một trung tâm phân phối khoá (KDC), lý do là trung tâm này có thể để lộ khoá.

Vấn đề thứ hai mà Diffie đặt ra là "chữ ký số". Nếu việc sử dụng mật mã trở nên phổ biến, không chỉ trong lĩnh vực quân sự mà còn được sử dụng cho các mục đích thương mại và cá nhân, thì các thông báo và tài liệu điện tử cần có các chữ ký và chúng có hiệu lực tương tự như các chữ ký trên giấy tờ.1 CÁC HỆ THỐNG MẬT MÃ KHÓA CÔNG KHAI Các thuật toán khoá công khai sử dụng một khoá để mã hoá và một khoá khác để giải mã (tạo thành một cặp khoá). Chúng có tính chất quan trọng sau đây: - Không thể xác định được khoá giải mã nếu chỉ căn cứ vào các thông tin về thuật toán và khoá mã hoá. Một số thuật toán, chẳng hạn như RSA, cũng có tính chất sau: - Một trong hai khoá được sử dụng để mã hoá, khoá còn lại được sử dụng để giải mã.1 minh hoạ quá trình mã hoá khoá công khai.

Các bước cơ bản gồm: 1. Mỗi thành viên sinh ra một cặp khóa, cặp khoá này được sử dụng để mã hoá và giải mã các thông báo. Mỗi thành viên công bố khóa mã hoá của mình bằng cách đặt khoá này vào một địa chỉ được công bố công khai. Đây chính là khoá công khai.

Khoá cùng cặp được giữ bí mật. Nếu A muốn gửi cho B một thông báo, A mã hoá thông báo bằng khoá công khai của B. Khi B nhận được thông báo, B giải mã thông báo bằng khoá riêng của B. Không một người nhận nào khác có thể giải mã thông báo, bởi vì chỉ có B mới biết khoá riêng của mình.

Với cách giải quyết này, tất cả các thành viên tham gia truyền thông đều có thể có được các khoá công khai. Khoá riêng của mỗi thành viên được giữ bí mật. Quá trình liên lạc chỉ an toàn chừng nào khoá riêng còn được giữ bí mật. Mỗi thành viên có thể thay đổi các khoá riêng của mình bất cứ lúc nào, đồng thời công bố các khoá công khai cùng cặp để thay thế khoá công khai cũ.1 trình bày một số đặc điểm quan trọng của mã hoá khoá công khai và mã hoá khoá riêng (mã hoá đối xứng).

Để phân biệt chúng, người ta gọi khoá được sử dụng trong mã hoá đối xứng là khoá bí mật. Hai khoá dùng trong mã hoá khoá công khai là khoá công khai và khoá riêng. Chúng ta xem xét chi tiết các yếu tố cần thiết trong lược đồ mã hoá khoá công khai (hình 1.  X (X -íc l-îng) Ph©n  tÝch m· KRb(KRb -íc l-îng) Nguån A §Ých B Nguån cña X Y X th«ng b¸o §Ých M· ho¸ Gi¶i m· KRb KUb Nguån cÆp kho¸ H×nh 1.2 HÖ mËt kho¸ c«ng khai: BÝ mËt Nguồn A đưa ra một thông báo rõ và bản rõ của thông báo là X = [X 1, X2,.

Các phần tử Xi (i = 1M) của X là các chữ cái trong bảng chữ cái hữu hạn nào đó. A dự định gửi thông báo cho đích B. B sinh ra một cặp khoá là khoá công khai KUb, khoá riêng KRb. Chỉ có B biết KRb, còn KUb được công bố công khai, do vậy A có thể có được khoá công khai này.1 Mã hoá khoá công khai và đối xứng Hệ mật đối xứng Hệ mật khoá công khai Các yêu cầu khi sử dụng Các yêu cầu khi sử dụng Quá trình mã hoá và giải mã sử dụng Một thuật toán sử dụng một cặp khoá khi cùng một thuật toán với cùng một khoá.

mã hoá và giải mã, một khoá được sử Người gửi và người nhận phải sử dụng dụng khi mã hóa, khoá còn lại được sử chung thuật toán và khoá. dụng khi giải mã. Người gửi và người nhận, mỗi người có một khoá trong cặp khoá. 9 z Các yêu cầu an toàn Các yêu cầu an toàn Khóa phải được giữ bí mật Một trong hai khóa phải được giữ bí mật.

Không thể giải mã được thông báo nếu Không thể giải mã được thông báo nếu không có các thông tin có giá trị khác. không có các thông tin có giá trị khác. Các thông tin về thuật toán, các mẫu Các thông tin về thuật toán, một trong các bản mã không đủ để xác định khoá. khoá và các mẫu bản mã không đủ để xác định khoá còn lại.

Với đầu vào là thông báo X và khoá mã hoá KUb, A tạo ra một bản mã Y = [Y1, Y2, ., YN ] với Y = E KUb(X). Người nhận hợp lệ (người sở hữu khoá riêng) thu được X, qua phép biến đổi ngược X = DKRb(Y). Đối phương (có thể có được Y và KUb nhưng không có KRb hoặc X) phải tìm cách khôi phục lại X và/hoặc KRb. Giả sử rằng, anh ta có các thông tin về thuật toán mã hoá (E) và giải mã (D), anh ta có thể khôi phục thông báo X, bằng cách sinh ra một bản rõ X ước lượng.

Tuy nhiên, để đọc được các thông báo mới, đối phương phải khôi phục được KRb bằng cách sinh ra một KRb ước lượng. Chúng ta đã biết, một trong hai khoá trong cặp khoá có thể được sử dụng để mã hoá, khoá còn lại được sử dụng để giải mã. Điều này cho phép thực hiện một lược đồ mã hơi khác một chút. Lược đồ được minh hoạ trong hình 1.2 cung cấp tính bí mật.3 minh hoạ việc sử dụng mã hoá khoá công khai cho xác thực: Y = EKRa(X) X = DKUa(Y)  Ph©n KRa(KRa -íc l-îng) tÝch m· Nguån A §Ých B Nguån cña X M· ho¸ Y Gi¶i m· X §Ých th«ng b¸o KRa KUa Nguån cÆp kho¸ H×nh 1.3 HÖ mËt kho¸ c«ng khai: X¸c thùc 10 z Trong trường hợp này, A chuẩn bị một thông báo để gửi cho B và mã hoá thông báo bằng khoá riêng của A trước khi truyền đi.

B có thể giải mã thông báo bằng khoá công khai của A. Thông báo được mã hoá bằng khoá riêng của A nên có thể xác định chỉ có A là người tạo ra thông báo. Do vậy, toàn bộ thông báo mã hoá được sử dụng như một chữ ký số. Hơn nữa, không thể sửa đổi thông báo nếu không có khoá riêng của A, chính vì vậy thông báo được xác thực cả nguồn gốc lẫn tính toàn vẹn dữ liệu.

Trong lược đồ trước, toàn bộ thông báo được mã hoá, nó đòi hỏi khả năng lưu giữ lớn. Mỗi tài liệu phải được lưu giữ ở dạng rõ. Bản sao được lưu giữ ở dạng mã, do vậy chúng ta có thể kiểm tra được nguồn gốc và các nội dung trong trường hợp tranh chấp. Một cách hiệu quả hơn để có được các kết quả như trên là mã hoá một khối nhỏ các bit.

Khối này được gọi là dấu xác thực. Nó phải có tính chất là mọi thay đổi trên tài liệu dẫn đến sự thay đổi của dấu xác thực. Nếu dấu xác thực được mã hoá bằng khoá riêng của người gửi, nó được sử dụng như một chữ ký. Chữ ký được sử dụng để kiểm tra nguồn gốc, nội dung và trình tự.

Nguån A §Ých B Nguån Y Z Y X §Ých cña XX M· ho¸ M· ho¸ Gi¶i m· Gi¶i m· cña th«ng th«ng b¸o b¸o KRa KUa KUb KRb CÆp kho¸ CÆp cña kho¸ cña ng-êi ng-êi göi nhËn H×nh 1.4 HÖ mËt kho¸ c«ng khai: BÝ mËt vµ x¸c thùc Việc sử dụng lược đồ khoá công khai có thể đảm bảo tính xác thực và bí mật (hình 1.4): Z = EKUb [EKRa(X)] X = DKUa [DKRb(Z)] Trước hết, chúng ta mã hoá một thông báo bằng khoá riêng của người gửi, đưa ra một chữ ký số. Tiếp theo, mã hoá một lần nữa bằng khoá công khai của người nhận. Chỉ có người nhận hợp pháp mới giải mã được bản mã cuối cùng này vì anh 11 z ta có khoá riêng cùng cặp. Như vậy sẽ đảm bảo được tính bí mật.

Khó khăn của biện pháp này là thuật toán khoá công khai, nó thực sự phức tạp, phải tiến hành 4 lần (chứ không phải là 2 lần) cho mỗi cuộc truyền thông .2 CÁC ỨNG DỤNG HỆ THỐNG KHOÁ CÔNG KHAI Trước tiên, chúng ta cần làm rõ một khía cạnh của các hệ thống mật mã khoá công khai. Việc sử dụng một kiểu thuật toán mật mã với 2 khoá (một khoá riêng, một khoá công khai) là đặc trưng của các hệ thống khoá công khai. Tuỳ thuộc vào ứng dụng, người gửi sử dụng khoá riêng của người gửi hoặc khoá công khai của người nhận, hoặc cả hai. Nói rộng hơn, chúng ta có thể phân loại việc sử dụng hệ mật khoá công khai thành 3 loại: 1.

Mã hoá/giải mã: Người gửi mã hoá một thông báo bằng khoá công khai của người nhận. Chữ ký số: Người gửi "ký" thông báo bằng khoá riêng của mình. Quá trình ký được thực hiện nhờ dùng một thuật toán mã đối với thông báo hoặc một khối dữ liệu nhỏ. Trao đổi khoá: Hai thành viên trao đổi khoá phiên.

Có một vài hướng giải quyết khác nhau, cần đến một (hoặc nhiều) khoá riêng của một hoặc hai thành viên.