Báo cáo MỘT SỐ HỆ MÃ HÓA TRÊN THIẾT BỊ CẦM TAY

Báo cáo MỘT SỐ HỆ MÃ HÓA TRÊN THIẾT BỊ CẦM TAY Hiện nay có khoảng 1.4 tỷ thiết bị di động thông minh được sử dụng trên toàn thế giới (ABI Research – công ty cung cấp các thống kê về các lĩnh vực trên toàn cầu). Cứ 4 người trên thế giới sở hữu 1 thiết bị di động thông minh Kèm theo sự phát triển của mạng không dây, một lượng thông tin khổng lồ được trao đổi qua thiết bị di động.

Trang 1

MỘT SỐ HỆ MÃ HÓA

TRÊN THIẾT BỊ CẦM TAY

GiảNG viên : PGS.TS Trịnh nhật tiến

Học viên: tạ xuân khiêm

Trang 2

NỘI DUNG CHÍNH

 Hệ mã hóa khóa đối xứng

 DES

 AES

 Hệ mã hóa khóa công khai

 Demo ứng dụng mã hóa dữ liệu ảnh sử dụng AES trên iPhone

Trang 3

AN TOÀN THÔNG TIN

TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG

i TạI sao cần đảm bảo an toàn thông tin trên thiết bị di động

- Hiện nay có khoảng 1.4 tỷ thiết bị di động thông minh được sử dụng trên toàn thế

giới (ABI Research – công ty cung cấp các thống kê về các lĩnh vực trên

toàn cầu).

- Cứ 4 người trên thế giới sở hữu 1 thiết bị di động thông minh

- Kèm theo sự phát triển của mạng không dây, một lượng thông tin khổng lồ được trao đổi qua thiết bị di động

Trang 4

AN TOÀN THÔNG TIN

TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG

II CÁC NGUY CƠ TIỀM TÀNG VÀ THỰC TRẠNG HIỆN NAY

- Việc đánh cắp dữ liệu thông tin cá nhân trên các thiết bị di động trở thành một nguy cơ tiềm ẩn lớn

- Nhiều vụ đánh cắp thông tin trên/qua các thiết bị di động xảy ra Điển hình như

vụ nghe lén điện thoại của cơ quan an ninh quốc gia Mỹ (NSA) với mục tiêu là 35 nhà lãnh đạo các quốc gia và nhiều triệu người dân trên toàn thế giới bao gồm cả

người dân Mỹ

- Nhiều người nổi tiếng gặp những scandal lớn do đánh mất thiết bị di động cá nhân dẫn đến lộ những thông tin cá nhân nhạy cảm

Trang 5

CÁC HỆ MÃ HÓA TRÊN THIẾT BỊ

 Người A sử dụng khóa K để mã hóa bản rõ P thành bản mã hóa

X rồi gửi tới người B Người B phải sở hữu khóa K để giải mã.

 Độ an toàn của hệ mã hóa phụ thuộc vào việc bảo vệ khóa.

Trang 6

HỆ MÃ HÓA KHÓA ĐỐI XỨNG

 Mô hình mã hóa khóa đối xứng

 Nếu người C có mã khóa K và bản mã hóa thì thông tin sẽ bị lộ

Trang 7

HỆ MÃ HÓA KHÓA ĐỐI XỨNG

 MÃ HÓA THEO KÝ TỰ

 Thay thế các ký tự trong thông điệp nguồn bằng ký tự khác trong tập mã hóa

 MÃ HÓA THEO KHỐI

 Chia thông điệp cần mã hóa thành các khối có độ dài cố định và thực hiện mã hóa các khối

 Tiêu biểu là hệ mã hóa DES – DATA ENCRYPTION STANDARD

Trang 8

HỆ MÃ HÓA DES (DATA ENCRYPTION STANDARD)

 Được phát triển công bố lần đầu tiên vào 17/03/1975 bởi IBM

 Được công nhận như một chuẩn liên bang vào ngày 23/11/1976 và được công bố rộng rãi vào 15/01/1977

 Xử lý mã hóa từng khối dữ liệu 64 bit qua 16 vòng lặp mã hóa

 Khóa sử dụng trong hệ mã hóa DES có độ dài 64 bit Với 56 bit là khóa và 8 bit dùng cho việc kiểm tra

Trang 9

 QUY TRÌNH MÃ HÓA DES

 Tạo dãy 64 bit bằng cách hoán vị x theo hoán vị

 Thực hiện 16 vòng lặp từ 64 bit thu được và 56 bit của khoá k (chỉ sử dụng 48 bit của khoá k trong mỗi vòng lặp) 64 bit kết quả thu được qua mỗi vòng lặp

sẽ là đầu vào cho vòng lặp sau

 Sau 16 vòng lặp, áp dụng hoán vị ngược IP^-1 cho 64 bit thu được Kết quả cuối cùng chính là khối dữ liệu đã mã hoá

Trang 10

Trang 11

AES(ADVANCED ENCRYPTION

STANDARD)

 Do tốc độ của máy tính ngày càng cao DES nhanh chóng trở nên không an toàn

 Vào năm 1999 một mạng máy tính gồm 100.000 máy có thể giải mã một thư tín

mã hoá DES chưa đầy 24 giờ

 Trong quá trình tìm kiếm các thuật toán mới an toàn hơn DES, Tripple DES ra đời như một biến thể của DES Tripple DES thực hiện 3 lần thuật toán DES với 3

khoá khác nhau và với trình tự khác nhau Trình tự thực hiện phổ biến là EDE

(Encrypt - Decrypt – Encrypt), thực hiện xen kẽ mã hoá với giải mã(khoá trong mỗi giai đoạn là khác nhau)

Trang 12

 Thuật toán mã hoá theo khối 128 bit.

 Chiều dài khoá 128 bit, 192 bit và 256 bit

 Không có khoá yếu

 Thiết kế đơn giản, đánh giá và cài đặt dễ dàng

 Chấp nhận bất kỳ chiều dài khoá lên đến 256 bit

 Thời gian mã hoá dữ liệu thấp dưới 10/1000 giây trên bộ nhớ vi xử lý 8 bit

Trang 13

THUẬT TOÁN RIJNDAEL

 Tháng 11/2001 Rijndael được công nhận là thuật toán đại diện cho chuẩn mã hoá

mở rộng AES Thuật toán Rijndael do hai nhà khoa học Vincent Rijmen và Joan Daeman cung cấp

 Phương pháp Rijndael mã hoá theo khối Kích thước khổi và kích thước khoá thay đổi linh hoạt 128, 192, 256 bit nhờ vậy Rijndael thích hợp với nhiều hệ

thống mã hoá khác nhau từ các máy tính cá nhân, thiết bị di động hay thẻ thông minh

Trang 14

 Quy trình mã hóa Rijndael

 Thực hiện thao tác AddRoundKey đầu tiên trước khi thực hiện các chu kỳ mã hoá

 Nr – 1 chu kỳ mã hoá bình thường: mỗi chu kỳ bao gồm 4 bước biến đổi liên tiếp nhau: SubBytes, ShiftRows, MixColumns và AddRoundKey

 Thực hiện chu kỳ mã hoá cuối cùng: trong chu kỳ này thao tác MixColumns được bỏ quả

Trang 15

CÁC BƯỚC THUẬT TOÁN RIJNDAEL

 Khởi động vòng lặp

 AddRoundKey: Mỗi cột ở trạng thái đầu tiên lần lượt kết hợp với một khóa con theo thứ tự từ đầu dãy khóa

Trang 16

 Vòng lặp

 SubByte: Là phép thế trong đó mỗi byte trong trạng thái sẽ được thay thế bằng một byte khác trong bảng tra(Rijndael Sbox)

Trang 17

 Vòng lặp

 ShiftRows: Dịch chuyển các hang trong trạng thái được dịch vòng theo số bước khác nhau

Trang 18

 Vòng lặp

 MixColums: Quá trình trộn, làm việc theo các cột trong khối theo một phép biến đổi tuyến tính

Trang 19

 Vòng lặp

 SubByte: Là phép thế trong đó mỗi byte trong trạng thái sẽ được thay thế bằng một byte khác trong bảng tra(Rijndael Sbox)

 AddRoundKey

Trang 20

 Cài đặt thuật toán Rijndael

 Mã hóa

Trang 21

 Cài đặt thuật toán Rijndael

 Giải mã

Trang 22

 Ưu điểm:

 Mã chương trình ngắn gọn, ít tốn bộ nhớ nên dễ dàng áp dụng vào các thiết bị

có lượng bộ nhớ giới hạn như các thiết bị cầm tay thông minh

 Quá trình mã hoá và giải mã có thể chạy tốt trên các hệ thống xử lý song song

 Kích thước khối dữ liệu linh hoạt 128 / 192 / 256 bit, có thể thay đổi cho phù hợp từng hệ thống cụ thể

 Nhược điểm

 Thời gian giải mã dài hơn thời gian mã hoá

 Không tận dụng được các đoạn mã của quá trình mã hoá vào quá trình giải mã

Trang 23

MÃ HÓA KHÓA CÔNG KHAI

 Hay còn gọi là hệ mã hóa khóa phi đối xứng – tiêu biểu là RSA

 Được Diffie và Hellman phát mình vào những năm 1970

 RSA được Ron Rivest, Adi Shamir và Len Adleman giới thiệu lần đầu vào năm 1977

 Đặc điểm

công khai.

 Ưu điểm

chỉ cần giữ bí mật khoá riêng của mình.

 Hạn chế

Trang 24

ỨNG DỤNG HỆ MÃ HÓA KHÓA ĐỐI

XỨNG TRÊN IPHONE – IOS 7

 Giới thiệu về iPhone và iOS

 iPhone là mẫu điện thoại di động thông minh của hãng điện tử Mỹ Apple

Computer

 iPhone đã trở thành một trong những thiết bị di động thông minh phổ Tính tới thời điểm hiện tại, có khoảng 146 triệu chiếc iPhone với hệ điều hành iOS được sử dụng trên toàn thế giới

 iOS là hệ điều hành trên các thiết bị di động độc quyền của Apple, tính đến cuối năm 2013, có khoảng hơn 1 triệu ứng dụng cho hệ điều hành iOS được phát hành, kèm theo đó là lượng dữ liệu khổng lồ mà người dùng truyền tải qua lại lẫn nhau trên iOS

Trang 25

VẤN ĐỀ ĐẶT RA

 Với lượng thông tin khổng lồ được lưu trữ và truyền tải qua các thiết bị sử dụng iOS, làm thế nào có thể đảm bảo lượng thông tin đó được bảo mật, không rơi vào tay kẻ xấu

 NSA nghe lén điện thoại của 35 nhà lãnh đạo của nhiều quốc gia: Đức, Pháp,

Trang 26

ỨNG DỤNG BẢO MẬT DỮ LIỆU

TRÊN IPHONE

 Mục đích của ứng dụng:

 Bảo mật ảnh, video của thiết bị di động cầm tay, cụ thể là iPhone

 Mã hoá những bức ảnh, đoạn video được chọn bởi người dùng sử dụng hệ mã hoá khoá đối AES

 Dữ liệu đã mã hóa không thể mở nếu không có khóa

 Khóa mã hóa là mật khẩu đăng nhập ứng dụng của người dung

 Tóm tắn ứng dụng

Trang 27

MÀN HÌNH ĐĂNG KÝ

Trang 29

ĐĂNG NHẬP

Trang 30

ĐĂNG NHẬP

Trang 31

CHỨC NĂNG

Trang 32

MÃ HÓA

Trang 36

ẢNH GỐC

Trang 37

ẢNH SAU MÃ HÓA

Trang 38

GIẢI MÃ

Trang 42

ẢNH SAU KHI GIẢI MÃ

Trang 43

HÀM MÃ HÓA

Trang 44

HÀM GIẢI MÃ

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	6,22 MB