DSpace at VNU: Nghiên cứu xây dựng thuật toán mã khối phục vụ việc bảo mật thông tin chiến lược

DSpace at VNU: Nghiên cứu xây dựng thuật toán mã khối phục vụ việc bảo mật thông tin chiến lược tài liệu, giáo án, bài g...

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

o0o

Nguyễn Vũ Hoàng

NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG THUẬT TOÁN MÃ KHỐI PHỤC VỤ

VIỆC BẢO MẬT THÔNG TIN CHIẾN LƯỢC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2005

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

o0o

Nguyễn Vũ Hoàng

NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG THUẬT TOÁN MÃ KHỐI PHỤC VỤ VIỆC

BẢO MẬT THÔNG TIN CHIẾN LƯỢC

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành:

Mã số: 1.01.1

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HỒ VĂN CANH

Hà Nội - 2005

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1 Lựa chọn tỷ lệ phần trăm của dạng phân bố chuẩn Nếu X là

một biến ngẫu nhiên của phân bố chuẩn nếu P(X > x) = 

80

Bảng 2 Lựa chọn tỷ lệ phần trăm của phân bố 2 A(v, )-

giá trị vào của x trong bảng có ý nghĩa nhƣ sau: Nếu X là một biến

ngẫu nhiên có phân bố 2 cùng với v bậc tự do, thì P(X > x)=

82

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang

Hình 2.2 Các lớp rào chắn bảo vệ thông tin trên mạng 22

Hình 2.3.a: Tiếp cận theo đường truyền (link- oriented) 25

Hình 5.1.1 Mô tả sơ đồ khối chức năng phương

Sơ đồ khái quát của phép lập mật mã DES 44

Sơ đồ hàm f của thuật toán DES 46

Sơ đồ thuật toán G tạo các từ khoá K1, ,K16 của

Hình 5.4.2.1 Phân bố chuẩn N(0,1) 82 Hình 5.4.2.2 Phân bố 2

với 7 bậc tự do 83

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AES: Advanced Encryption Standard

CCITT: The Consultative Committee for International Telegraph and Telephone

DES: Data Encryption Standard

IDEA: International Data Encryption Algorithm

O.T.P: One Time Pad

NBS : National Bureau of Standards

PGP: Pretty Good Privacy

Trang

Trang phụ bìa

CHƯƠNG 2 THỰC TRẠNG AN TOÀN THÔNG TIN TRÊN CÁC MẠNG MÁY

TÍNH

18

CHƯƠNG 3 BẢO VỆ THÔNG TIN BẰNG MẬT

MÃ HOÁ

31

3.3 Hàm mã hoá và khoá 34 3.4 Tạo các dãy bit giả ngẫu nhiên và ứng dụng trong việc mã hoá

dữ liệu

35

CHƯƠNG 4 MẬT MÃ KHỐI VÀ Ý NGHĨA

CỦA NÓ

39

4.3 Quan sát một số hệ mật mã khối đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới 44

CHƯƠNG 5 ĐỀ XUẤT MỘT HỆ MÃ KHỐI

MỚI

66

5.4 Một số tiếu chuẩn để đánh giá chất lượng khoá mã 80

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP

THEO

90

MỞ ĐẦU

Vấn đề an ninh/an toàn mạng truyền thông nói chung, mạng máy tính nói riêng luôn luôn phát triển song hành với sự phát triển của công nghệ mạng và nhu cầu thông tin liên lạc Ở đây ta hiểu sự an ninh/an toàn mạng bao gồm việc bảo đảm an ninh/an toàn về mặt vật lý và về toàn bộ cơ sở dữ liệu chứa thông tin trên mạng, đặc biệt là những thông tin nhạy cảm liên quan đến an ninh quốc phòng, ngoại giao, tình báo và kinh tế… Trong phạm vi khả năng của mình, em chọn đề

tài: “Nghiên cứu và xây dựng thuật toán mã khối phục vụ việc bảo mật thông tin

chiến lược” khi chúng được lưu thông trên mạng “Mạng” ở đây không nhất thiết

phải là mạng máy tính mà có thể là mạng truyền thông bất kỳ

Về mật mã khối, hiện đang được quan tâm ở nhiều nước như Mỹ, Nga, Anh, Trung Quốc,… và đã cho ra đời nhiều thuật toán mã khối được công khai hoá trên thế giới như mã DES, 3DES, IDEA, AES, Gost,… Tuy nhiên, theo quan điểm của Nhà nước ta, việc bảo mật thông tin là một vấn đề rất nhạy cảm Do đó, nếu dùng các hệ mật mã ở nước ngoài để mã hoá những thông tin chiến lược mà chưa được đánh giá thật đầy đủ về hệ mật đó thì rất nguy hiểm Chính vì vậy, hiện nay Ban Cơ yếu Chính phủ đang thực hiện một đề tài cấp Nhà nước là xây dựng chuẩn mã dữ liệu của Việt Nam Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn hiện nay về bảo mật thông tin,

em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu và xây dựng thuật toán mã khối phục vụ việc bảo

mật thông tin chiến lược”, làm đối tượng nghiên cứu phục vụ cho luận văn của

mình

Bố cục của luận văn bao gồm 5 chương:

Chương 1 Tổng quan về mật mã học

Chương 2 Thực trạng an toàn thông tin trên các mạng máy tính

Chương 3 Các nguy cơ mất an toàn đối với dữ liệu được mã hoá

Chương 4 Mật mã khối và ý nghĩa của nó

Chương 5 Đề xuất một hệ mã khối mới

Trong đó, Chương 5 là trọng tâm của luận văn này Ở chương này, một thuật toán tạo dãy bít giả ngẫu nhiên được đề xuất và chúng được sử dụng để mã hoá (dịch) các văn bản text la tinh Thuật toán mã/dịch này đã được thể hiện trên máy tính PC bằng ngôn ngữ lập trình C#

Do khả năng còn hạn chế, đặc biệt là khả năng toán học cho nên mặc dù em

đã có nhiều cố gắng nhằm hoàn thành tốt nhất nhiệm vụ của mình nhưng không khỏi còn có nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp của các thầy

cô giáo để luận văn này được hoàn thiện ở mức độ cao hơn

Em xin chân thành cảm ơn./

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

1 Nguyễn Đình Diệu (2000), Giáo trình lý thuyết mật mã, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội

2 Thái Hồng Nhị, Phạm Thị Việt (2004), “An toàn thông tin”, NXB Khoa học

và Kỹ thuật

3 Đinh Thế Kỷ (2001), “Một số suy nghĩ bước đầu về giải pháp bảo mật, an toàn thông tin trong hệ thống thương mại điện tử của Việt Nam”, Kỷ yếu

tuần lễ tin học X, trang 71

Tiếng Anh

4 Bruce Schneier, Jonh Wiley & Sons, “Applied Cryptography: Protocols, Algorithms, and Source Code in C”, ISBN: 0-471-12845-7

5 A Menezes, P van

Oorschot, and S Vanstone, “Handbook of Applied Cryptography” CRC

Press, 1996

6 Gil Held , “Learn Encryption Techniques with BASIC and C++”,

ISBN: 1556225989 Publication Date: 10/01/98

7 Charlie Kaufman, Radia Perlman, Mike Speciner, “Network

Security”, Prentice Hall PTR 2002

Các Website

8 www.google.com

9 www.schneier.com

10 www.rsasecurity.com

11 www.en.wikipedia.org

12 www.williamstallings.com

13 http://csrc.nist.gov

14 www2.mat.dtu.dk