Luận văn ThS: Nghiên cứu chuẩn Chữ ký số DSS và ứng dụng trong Chính phủ điện tử

Nghiên cứu chi tiết về chuẩn chữ ký số DSS, các đặc điểm kỹ thuật và quy trình triển khai. Tìm hiểu sâu về ứng dụng chữ ký số DSS trong bảo mật giao dịch.

• Tác giả: Nông Hạnh Phúc
• Người hướng dẫn: TS. Hồ Văn Canh
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học máy tính
• Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu chuẩn chữ ký số DSS và ứng dụng trong chính phủ điện tử
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan về chuẩn chữ ký số DSS và chính phủ điện tử

Chữ ký số DSS (Digital Signature Standard) là tiêu chuẩn quốc gia do Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) ban hành năm 1991. DSS sử dụng thuật toán DSA (Digital Signature Algorithm) dựa trên bài toán logarithm rời rạc để đảm bảo tính xác thực, toàn vẹn và không thể chối cãi của thông điệp điện tử. Chính phủ điện tử (CPĐT) là mô hình quản trị nhà nước ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động hành chính công. Mục tiêu cốt lõi là nâng cao hiệu quả phục vụ người dân và doanh nghiệp. Trong bối cảnh chuyển đổi số mạnh mẽ, CPĐT đối mặt với nhiều nguy cơ mất an toàn thông tin. Các giao dịch điện tử cần được bảo vệ bằng cơ chế xác thực mạnh. Chữ ký số đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo tính pháp lý cho văn bản, hồ sơ trực tuyến. DSS cung cấp khung chuẩn hóa cho việc triển khai chữ ký số trên quy mô quốc gia. Sự kết hợp giữa DSS và CPĐT tạo nền tảng tin cậy cho quản trị số hiện đại.

1.1. Khái niệm chữ ký số và vai trò trong giao dịch điện tử

Chữ ký số là một dạng chữ ký điện tử sử dụng mật mã khóa công khai. Chữ ký này gắn liền với dữ liệu điện tử nhằm xác định danh tính người ký. Đồng thời, chữ ký số đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi sau khi ký. Mỗi chữ ký số bao gồm cặp khóa: khóa bí mật dùng để ký và khóa công khai dùng để xác thực. Trong giao dịch điện tử, chữ ký số thay thế chữ ký tay truyền thống. Nó có giá trị pháp lý tương đương theo quy định của pháp luật. Các lược đồ chữ ký số phổ biến gồm RSA, ECDSA và DSA. Mỗi lược đồ có ưu nhược điểm riêng về tốc độ và mức độ bảo mật.

1.2. Kiến trúc tổng thể của chính phủ điện tử tại Việt Nam

Chính phủ điện tử Việt Nam được xây dựng trên bốn trụ cột chính. Đó là: hạ tầng số, nền tảng dùng chung, hệ thống thông tin và ứng dụng chuyên ngành. Cổng dịch vụ công quốc gia là cầu nối giữa người dân và cơ quan nhà nước. Hệ thống quản lý văn bản điều hành liên thông kết nối các cấp chính quyền. Nền tảng tích hợp chia sẻ dữ liệu quốc gia (NGSP) cho phép liên thông dữ liệu giữa các bộ, ngành. Xác thực công dân số và chữ ký số là thành phần không thể thiếu. Chúng đảm bảo tính toàn vẹn và pháp lý cho mọi giao dịch hành chính trực tuyến.

II. Phân tích các thách thức an toàn thông tin trong chính phủ điện tử

An toàn thông tin là thách thức hàng đầu khi triển khai chính phủ điện tử. Các hệ thống CPĐT xử lý dữ liệu nhạy cảm của công dân, doanh nghiệp và nhà nước. Nguy cơ bị tấn công mạng ngày càng gia tăng về tần số và mức độ tinh vi. Các phương pháp tấn công chữ ký số bao gồm giả mạo khóa, tấn công vét cạn và khai thác lỗ hổng thuật toán. Tấn công dựa trên chữ ký giả có thể gây thiệt hại nghiêm trọng. Kẻ xấu có thể giả mạo văn bản hành chính, hợp đồng điện tử hoặc hồ sơ đấu thầu. Mặt khác, quản lý vòng đời khóa là vấn đề phức tạp. Việc sinh khóa, phân phối, lưu trữ và thu hồi khóa cần quy trình chặt chẽ. Hạ tầng khóa công khai (PKI) phải được xây dựng đồng bộ. Ngoài ra, nhận thức về an toàn thông tin của người dùng còn hạn chế. Nhiều cán bộ hành chính chưa được đào tạo đầy đủ về kỹ năng sử dụng chữ ký số an toàn. Các cuộc tấn công lừa đảo (phishing) vẫn là mối đe dọa thường trực.

2.1. Các loại hình tấn công phổ biến vào hệ thống chữ ký số

2.2. Thách thức trong quản lý hạ tầng khóa công khai PKI

III. Giải pháp chữ ký số DSS ứng dụng trong chính phủ điện tử

Chuẩn chữ ký số DSS cung cấp giải pháp toàn diện cho bảo mật giao dịch điện tử. DSS sử dụng thuật toán DSA với độ dài khóa 1024-bit hoặc 2048-bit. Quy trình ký bao gồm ba bước chính: sinh khóa, tạo chữ ký và xác thực chữ ký. Ưu điểm nổi bật của DSS là kích thước chữ ký nhỏ, phù hợp với hệ thống có băng thông hạn chế. Để ứng dụng DSS trong CPĐT, cần xây dựng hệ thống PKI đạt chuẩn quốc tế. Cơ quan chứng thực số (CA) đóng vai trò trung gian tin cậy. CA chịu trách nhiệm cấp phát và quản lý chứng thư số cho các tổ chức, cá nhân. Giải pháp tích hợp chữ ký số vào hệ thống quản lý văn bản giúp tự động hóa quy trình phê duyệt. Người ký chỉ cần sử dụng token USB chứa khóa bí mật. Xác thực chữ ký diễn ra tự động dựa trên khóa công khai. Giải pháp chữ ký số trên thiết bị di động cũng được nghiên cứu triển khai. Công nghệ đám mây hỗ trợ dịch vụ ký số từ xa (remote signing).

3.1. Mô hình triển khai chữ ký số DSS trong hệ thống hành chính

3.2. Giải pháp kết hợp chữ ký số với các kỹ thuật bảo mật khác

IV. Kết luận và triển vọng ứng dụng chữ ký số DSS trong chính phủ số

Nghiên cứu chuẩn chữ ký số DSS và ứng dụng trong chính phủ điện tử cho thấy tiềm năng lớn. DSS đáp ứng yêu cầu bảo mật cao cho các giao dịch hành chính trực tuyến. Thuật toán DSA có tính toán hiệu quả, phù hợp với hạ tầng công nghệ hiện tại. Thực tiễn triển khai tại Việt Nam đạt được nhiều kết quả tích cực. Cổng dịch vụ công quốc gia đã tích hợp chữ ký số cho hàng trăm dịch vụ. Tuy nhiên, vẫn còn khoảng cách giữa lý thuyết và thực tế triển khai. Cần đầu tư mạnh hơn vào hạ tầng PKI và đào tạo nguồn nhân lực. Xây dựng tiêu chuẩn quốc gia về chữ ký số tương thích với DSS là ưu tiên. Trong tương lai, công nghệ chữ ký số lượng tử-resistance sẽ trở thành xu hướng. Chính phủ số đòi hỏi giải pháp bảo mật linh hoạt, mở rộng và bền vững. DSS với các cải tiến liên tục sẽ tiếp tục đóng vai trò nền tảng.

4.1. Đánh giá hiệu quả thực tiễn của giải pháp chữ ký số DSS

4.2. Triển vọng phát triển và hướng nghiên cứu tiếp theo

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 AN TOÀN THÔNG TIN TRONG CHÍNH PHỦ ĐIỆN TỬ 1.1 Khái quát về chính phủ điện tử 1.1 Hệ thống hành chính Tổ chức Nhà nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam bao gồm 4 cấp là trung ương (TW), tỉnh (thành phố), huyện (quận), xã (phường). Ở cấp TW có Quốc hội, Chủ tịch nước, Chính phủ, Tòa án nhân dân tối cao, Viện kiểm sát nhân dân tối cao.1 Chính phủ Thống nhất quản lý việc thực hiện các nhiệm vụ chính trị, kinh tế, văn hóa, xã hội, quốc phòng, an ninh và đối ngoại. Đảm bảo hiệu lực của bộ máy Nhà nước từ TW đến địa phương, việc tôn trọng và chấp hành Hiến pháp, phát huy quyền làm chủ của nhân dân trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Thông qua đó ổn định và nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân.

Chính phủ chịu trách nhiệm trước Quốc hội và báo cáo các công tác với Quốc hội, Ủy ban thường vụ Quốc hội, Chủ tịch nước.2 Cơ quan thuộc chính phủ Các cơ quan thuộc Chính phủ thành lập, bao gồm cơ quan thuộc Chính phủ thực hiện một số nhiệm vụ có đặc điểm, tính chất quan trọng mà Chính quyền phải trực tiếp chỉ đạo như các dịch vụ công thuộc ngành, lĩnh vực, quyền hạn về đại diện chủ sở hữu phần vốn của nhà nước tại doanh nghiệp có vốn đầu tư của nhà nước theo quy định của pháp luật. Thủ trưởng các cơ quan thuộc Chính phủ là người đứng đầu và lãnh đạo một cơ quan thuộc Chính phủ, chịu trách nhiệm trước Thủ tướng Chính phủ, Chính phủ về việc thực hiện chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn của mình. Mọi văn bản quy phạm pháp luật để thực hiện quản lý Nhà nước do Thủ tướng Chính phủ quyết định.3 Các bộ, cơ quan ngang bộ Lãnh đạo của các bộ, cơ quan ngang bộ và các cơ quan thuộc Chính phủ, Ủy ban nhân dân các cấp, xây dựng và kiện toàn hệ thống bộ máy hành chính nhà nước thống nhất từ TW đến địa phương; hướng dẫn, kiểm tra Hội đồng nhân dân thực hiện các văn bản của các cơ quan Nhà nước cấp trên. Tạo điều kiện để Hội đồng nhân dân thực hiện nhiệm vụ và quyền hạn theo luật định.

Thống nhất quản lý việc xây dựng, phát triển nền kinh tế quốc dân, văn hóa, giáo dục, y tế, khoa học và công nghệ; quản lý và đảm bảo sử dụng có hiệu quả tài sản thuộc sở hữu toàn dân. Bảo đảm việc thi hành Hiến pháp và pháp luật trong các cơ quan nhà nước, tổ chức chính trị - xã hội, tổ chức kinh tế, đơn vị vũ trang nhân dân và công dân. Tổ chức và lãnh đạo các công tác tuyên truyền, giáo dục Hiến pháp và pháp luật trong nhân dân. Thi hành những biện pháp bảo vệ quyền lợi và lợi ích hợp pháp của công dân, tạo điều kiện cho công dân sử dụng quyền và thực hiện nghĩa vụ của mình.

Củng cố và tăng cường nền quốc phòng toàn dân, an ninh nhân dân, bảo đảm an ninh quốc gia, trật tự - an toàn xã hội. Xây dựng các lực lượng vũ trang nhân dân, thi hành lệnh động viên, lệnh ban bố tình trạng khẩn cấp và các biện pháp kiến thiết khác để bảo vệ đất nước. Tổ chức và lãnh đạo công tác kiểm kê, thống kê của Nhà nước; các công tác thanh tra và kiểm tra nhà nước, chống tham nhũng, lãng phí và biểu hiện quan liêu, cửa quyền trong bộ máy nhà nước, giải quyết khiếu nại, tố cáo của công dân. Thực hiện chính sách xã hội, chính sách dân tộc, chính sách tôn giáo.

Thống nhất, quản lý công tác thi đua khen thưởng. Quyết định việc điều chỉnh địa chính cấp dưới tỉnh, thành phố trực thuộc TW. Phối hợp với Ủy ban TW Mặt trận Tổ quốc Việt Nam, Ban chấp hành Tổng liên đoàn lao động Việt Nam, Ban chấp hành TW của đoàn thể nhân dân trong khi thực hiện nhiệm vụ của mình; tạo điều kiện cho các tổ chức đó hoạt động có hiệu quả.4 Ủy ban nhân dân các cấp Là cơ quan hành chính nhà nước ở địa phương, do hội đồng nhân dân bầu ra. Ủy ban nhân dân là cơ quan chấp hành của hội đồng nhân dân, chịu trách nhiệm trước hội đồng nhân dân cùng cấp và các cơ quan nhà nước cấp trên.

Ủy ban nhân dân thực hiện chức năng quản lý nhà nước ở địa phương. Chịu trách nhiệm chấp hành Hiến pháp, luật, các văn bản của cơ quan nhà nước cấp trên và nghị quyết của hội đồng nhân dân cùng cấp. Góp phần đảm bảo sự chỉ đạo, quản lý, thống nhất trong bộ máy nhà nước từ TW đến địa phương. Bảo đảm thực hiện chủ trương, biện pháp phát triển kinh tế - xã hội, củng cố quốc phòng, an ninh và thực hiện các chính sách khác trên địa bàn.

Các cơ quan chuyên môn thuộc Ủy ban nhân dân là cơ quan tham mưu, giúp Ủy ban nhân dân cùng cấp thực hiện chức năng quản lý nhà nước ở địa phương và thực hiện một số nhiệm vụ, quyền hạn theo sự ủy quyền của ủy ban nhân dân cùng cấp và theo quy định của pháp luật. Trong quá trình triển khai các công việc theo chức năng nhiệm vụ, các đơn vị trong hệ thống chính phủ đã và đang tích cực triển khai, ứng dụng chính phủ điện tử nhằm tăng cường chất lượng hiệu quả công việc.2 Chính phủ điện tử 1.1 Khái niệm Có nhiều định nghĩa khác nhau về CPĐT. Theo định nghĩa của ngân hàng thế giới (World Bank): “CPĐT là việc các cơ quan Chính phủ sử dụng một cách có hệ thống CNTT-TT để thực hiện quan hệ với công dân, doanh nghiệp và các tổ chức xã hội. Nhờ đó giao dịch của các cơ quan Chính phủ với công dân và các tổ chức sẽ được cải thiện, nâng cao chất lượng.

Lợi ích thu được sẽ là giảm thiểu tham nhũng, tăng cường tính công khai, sự tiện lợi, góp phần vào sự tăng trưởng và giảm chi phí”. - Định nghĩa của Liên Hợp quốc: “Chính phủ điện tử được định nghĩa là việc sử dụng Internet và mạng toàn cầu (world-wide-web) để cung cấp thông tin và các dịch vụ của chính phủ tới công dân”. 7 - Định nghĩa của tổ chức Đối thoại doanh nghiệp toàn cầu về thương mại điện tử: “Chính phủ điện tử đề cập đến một trạng thái trong đó các cơ quan hành pháp, lập pháp và tư pháp (bao gồm cả chính quyền trung ương và chính quyền địa phương) số hóa các hoạt động bên trong và bên ngoài của họ và sử dụng các hệ thống được nối mạng hiệu quả để có được chất lượng tốt hơn trong việc cung cấp các dịch vụ công”. - Định nghĩa của Gartner: chính phủ điện tử là “sự tối ưu hóa liên tục của việc cung cấp dịch vụ, sự tham gia bầu cử và quản lý bằng cách thay đổi các quan hệ bên trong và bên ngoài thông qua công nghệ, internet và các phương tiện mới”.

- Định nghĩa của Nhóm nghiên cứu về chính phủ điện tử trong một thế giới phát triển: “Chính phủ điện tử là việc sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông để thúc đẩy chính phủ một cách hiệu lực và hiệu quả, hỗ trợ truy cập tới các dịch vụ của chính phủ, cho phép truy cập nhiều hơn vào thông tin và làm cho chính phủ có trách nhiệm với công dân. Chính phủ điện tử có thể bao gồm việc cung cấp các dịch vụ qua internet, điện thoại, các trung tâm cộng đồng, các thiết bị không dây hoặc các hệ thống liên lạc khác”. Tuy nhiên một cách hiểu chung nhất CPĐT là thuật ngữ chỉ sự hoạt động của bộ máy hành chính nhà nước được ứng dụng một cách có hiệu quả những thành tựu của khoa học, công nghệ thông tin, điện tử để điều hành các lĩnh vực của đời sống xã hội cần có sự tham gia của nhà nước và cung ứng đầy đủ, khẩn trương, liên tục với chi phí thấp các dịch vụ công cho mọi tổ chức, cá nhân thông qua các phương tiện thông tin điện tử” [3]. Những ưu điểm chính của chính phủ điện tử bao gồm tăng tính hiệu quả, cải thiện dịch vụ, tăng cường khả năng tiếp cận dịch vụ công và tính minh bạch, trách nhiệm cao hơn.

Theo đó, các chủ thể của hoạt động sẽ tiết kiệm thời gian, rút gọn khoảng cách giao tiếp, giảm chi phí và hỗ trợ thực thi tốt hơn quyền lợi hợp pháp.2 Một số dịch vụ chính phủ điện tử Theo điều 39, chương V Luật giao dịch điện tử, quy định 3 loại hình giao dịch điện tử trong cơ quan nhà nước đó là: - Giao dịch điện tử trong nội bộ cơ quan nhà nước. - Giao dịch điện tử giữa các cơ quan nhà nước với nhau. - Giao dịch điện tử giữa các cơ quan nhà nước với cơ quan, tổ chức, cá nhân. Các dịch vụ công: Là hình thức giao dịch khác ngoài các hình thức giao dịch hiện nay (face to face), thông qua mạng internet, các ki ốt hoặc điện thoại di động.

Tạo thuận lợi cho khách hàng có thể sử dụng các dịch vụ của Chính quyền mọi lúc, mọi nơi. Chúng là một loại dịch vụ do nhà nước trực tiếp thực hiện hoặc ủy quyền cho các tổ chức ngoài nhà nước thực hiện dưới sự giám sát của nhà nước, nhằm đáp ứng các nhu cầu của xã hội, không nhằm mục tiêu lợi nhuận. Do đó, nhà nước chịu trách nhiệm đến cùng trước nhân dân, xã hội về chất lượng dịch vụ cũng như số lượng dịch vụ. Các loại dịch vụ công hiện nay gồm có 3 loại là dịch vụ sự nghiệp công, dịch vụ công ích và dịch vụ hành chính công.

Các loại hình dịch vụ hành chính công: Cơ quan Nhân dân, Khu vực II Khu vự III CPĐT hành chính, công dân (Kinh tế) (NPI/NGO) nhà nước Nhân dân, C2C C2G C2B C2N công dân Nhà nước, cơ quan hành G2C G2G G2B G2N chính Khu vực II B2C B2G B2B B2N Khu vực III N2C N2G N2B N2N 9 1.3 Nguy cơ mất an toàn thông tin CPĐT Trong quá trình triển khai ứng dụng CPĐT luôn đặt ra vấn đề an ninh an toàn thông tin. Theo đó thông tin quan trọng nằm trong kho dữ liệu hay trên đường truyền có thể bị đánh cắp, làm sai lệch, giả mạo,… dẫn tới ảnh hưởng không nhỏ cho các tổ chức, công ty, thậm chí cả một quốc gia. Nguyên nhân là vì việc truyền thông tin qua mạng internet hiện nay chủ yếu sử dụng giao thức TCP/IP cho phép các thông tin được truyền từ máy tính này tới máy tính khác và phải đi qua một loạt các máy tính trung gian hoặc các mạng riêng biệt.