Tiểu luận: Tìm hiểu chức năng BitLocker trên HĐH Windows trình bày tổng quan về mã hóa dữ liệu, giới thiệu BitLocker, hướng dẫn sử dụng BitLocker. Hi vọng tài liệu sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu của mình. Để nắm vững nội dung chi tiết mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.
Trang 1H C VI N K THU T M T MÃ Ọ Ệ Ỹ Ậ Ậ
KHOA AN TOÀN THÔNG TIN
TI U LU N Ể Ậ
BitLocker trên HĐH Windows
Nh n xét c a can bô hậ ủ ́ ̣ ướng d n: ẫ
Đi m chuyên cân: ể ̀
Đi m báo cáo: ể Xac nhân cua can bô h ́ ̣ ̉ ́ ̣ ươ ng dân ́ ̃
Trang 2M c L c ụ ụ
Trang 3L i M Đ u ờ ở ầ
S phát tri n và bùng n công ngh thông tin hi n nay th c s đã t o nên m tự ể ổ ệ ệ ự ự ạ ộ
cu c cách m ng trong vi c h c t p, nghiên c u và làm vi c và gi i trí c a hàng tri uộ ạ ệ ọ ậ ứ ệ ả ủ ệ
người. Trước đây khi ch a có máy tính, máy in thì vi c làm vi c v i bàn gi y đ nư ệ ệ ớ ấ ơ thu n, đi n tho i đầ ệ ạ ường dây c đ nh, máy đi n tín là ph bi n h n h t. Nh ng v i số ị ệ ổ ế ơ ế ư ớ ự phát tri n th n k c a ngành công ngh thông tin và máy tính đi n t đã giúp choể ầ ỳ ủ ệ ệ ử
hi u qu công vi c, tr i nghi m ngệ ả ệ ả ệ ừơi dùng và công nghi p gi i trí s phát tri n h nệ ả ố ể ơ bao gi h t.ờ ế
L i ích c a ngành đem l i là không th ch i cãi, chúng ta có th lợ ủ ạ ể ố ể ướt web xem tin t c nghe nh c xem phim, đ ng th i cũng có th g i mail hay so n th o văn b n…ứ ạ ồ ờ ể ử ạ ả ả Máy tính văn phòng, laptop cá nhân xu t hi n kh p m i n i. Ph c v t m c đíchấ ệ ở ắ ọ ơ ụ ụ ừ ụ
c a t ch c, cá nhân, làm vi c cho đ n gi i trí. ủ ổ ứ ệ ế ả
Tuy nhiên, ngành công ngh thông tin cũng không ch toàn nh ng đi u t t đ p.ệ ỉ ữ ề ố ẹ Thông tin, d li u nh y c m hay th m chí c m t c a c quan t ch c quan tr ng cóữ ệ ạ ả ậ ơ ậ ủ ơ ổ ứ ọ
th b xâm nh p, đánh c p b i các tin t c v i m c đích x u. Viêc b o v tính c m tể ị ậ ắ ở ặ ớ ụ ấ ả ệ ơ ậ
c a thông tin là h t s c quan tr ng và đ cho d li u thông tin tr lên an toàn h nủ ế ứ ọ ể ữ ệ ở ơ
người ta thường s d ng các k thu t mã hóa. Và bài báo cáo này s trình bày vử ụ ỹ ậ ẽ ề Bitlocker drive encryption, m t công c mã hóa thi t b l u tr d li u m nh m doộ ụ ế ị ư ữ ữ ệ ạ ẽ Microsoft phát tri n.ể
Trang 4Ch ươ ng 1. T ng Quan V Mã Hóa D Li u ổ ề ữ ệ
1.1. Khái ni m Mã hóa ệ
Mã hóa là m t phộ ương pháp b o v thông tin, b ng cách chuy n đ i thông tin tả ệ ằ ể ổ ừ
d ng rõ sang d ng mã. Nó có th giúp b o v thông tin kh i nh ng k đánh c pạ ạ ể ả ệ ỏ ữ ẻ ắ thông tin, dù có được thông tin cũng không th hi u để ể ược n i dung c a nó.ộ ủ
1.2. Thu t toán Mã hóa ậ
Thu t toán mã hóa là m t thu t toán nh m mã hóa thông tin, bi n đ i thông tinậ ộ ậ ằ ế ổ
t d ng rõ sang d ng m , đ ngăn c n vi c đ c tr m n i dung c a thông tin ừ ạ ạ ờ ể ả ệ ọ ộ ộ ủ
Thông thường các thu t toán s d ng m t ho c nhi u khóa đ mã hóa và gi iậ ử ụ ộ ặ ề ể ả
mã (Ngo i tr nh ng thu t toán c đi n). Có th coi khóa này nh m t m t kh u đạ ừ ữ ậ ổ ể ể ư ộ ậ ẩ ể
có th đ c để ọ ược n i dung mã hóa. Ngộ ườ ử ẽi g i s dùng khóa mã hóa đ mã hóa thôngể tin sang d ng m , và ngạ ờ ười nh n s s d ng khóa gi i mã đ gi i mã thông tin sangậ ẽ ử ụ ả ể ả
d ng rõ. Ch nh ng ngạ ỉ ữ ười nào có khóa gi i mã m i có th đ c đả ớ ể ọ ược n i dung.ộ
Nh ng đôi khi "k th ba" (Hacker) không có khóa gi i mã v n có th đ c đư ẻ ứ ả ẫ ể ọ ượ cthông tin, b ng cách phá v thu t toán. Và có m t nguyên t c là b t kì thu t toán mãằ ỡ ậ ộ ắ ấ ậ hóa nào cũng đ u có th b phá v Do đó không có b t kì thu t toán mã hóa nào đề ể ị ỡ ấ ậ ượ ccoi là an toàn mãi mãi. Đ an toàn c a thu t toán độ ủ ậ ược d a vào nguyên t c:ự ắ
N u chi phí đ gi i mã m t kh i lế ể ả ộ ố ượng thông tin l n h n giá tr c a kh i lớ ơ ị ủ ố ượng thông tin đó thì thu t toán đó đậ ượ ạc t m coi là an toàn.
N u th i gian đ phá v m t thu t toán là quá l n thì thu t toán đế ờ ể ỡ ộ ậ ớ ậ ượ ạc t m coi là an toàn
Trang 51.3. Phân lo i các ph ạ ươ ng pháp Mã hóa
Có r t nhi u lo i phấ ề ạ ương pháp mã hóa khác nhau đã ra đ i. M i lo i có nh ngờ ỗ ạ ữ
u và nh c đi m riêng. Có th phân chia các ph ng pháp mã hóa thành 4 lo i
Đây là phương pháp mã hóa đ u tiên và c x a nh t, hi n nay r t ít đầ ố ư ấ ệ ấ ược dùng
đ n so v i các phế ớ ương pháp khác. Ý tưởng c a phủ ương pháp này r t đ n gi n, bên Aấ ơ ả
mã hóa thông tin b ng thu t toán mã hóa c đi n, và bên B gi i mã thông tin, d a vàoằ ậ ổ ể ả ự thu t toán c a bên A, mà không dùng đ n b t kì khóa nào. Do đó, đ an toàn c aậ ủ ế ấ ộ ủ thu t toán s ch d a vào đ bí m t c a thu t toán, vì ch c n ta bi t đậ ẽ ỉ ự ộ ậ ủ ậ ỉ ầ ế ược thu t toánậ
mã hóa, ta s có th gi i mã đẽ ể ả ược thông tin
1.3.2 Mã hóa m t chi u ộ ề
Đôi khi ta ch c n mã hóa thông tin ch không c n gi i mã thông tin, khi đó ta sỉ ầ ứ ầ ả ẽ dùng đ n phế ương pháp mã hóa m t chi u (Ch có th mã hóa ch không th gi i mã).ộ ề ỉ ể ứ ể ả Thông thường phương pháp mã hóa m t chi u s d ng m t hàm băm (hash function)ộ ề ử ụ ộ
đ bi n m t chu i thông tin thành m t chu i hash có đ dài nh t đ nh. Ta không cóể ế ộ ỗ ộ ỗ ộ ấ ị
b t kì cách nào đ khôi ph c (hay gi i mã) chu i hash v l i chu i thông tin ban đ u.ấ ể ụ ả ỗ ề ạ ỗ ầ
Đ c đi m c a hash function là khi th c hiên băm hai chu i d li u nh nhau, dùặ ể ủ ự ỗ ữ ệ ư trong hoàn c nh nào thì nó cũng cùng cho ra m t chu i hash duy nh t có đ dài nh tả ộ ỗ ấ ộ ấ
đ nh và thị ường nh h n r t nhi u so v i chu i g c, và hai chu i thông tin b t kì dùỏ ơ ấ ề ớ ỗ ố ỗ ấ khác nhau r t ít cũng s cho ra chu i hash khác nhau r t nhi u. Do đó hash functionấ ẽ ỗ ấ ề
thường đượ ử ục s d ng đ ki m tra tính toàn v n c a d li u.ể ể ẹ ủ ữ ệ
Trang 6Ngoài ra có m t ng d ng mà có th thộ ứ ụ ể ường g p, đó là đ l u gi m t kh u. Vìặ ể ư ữ ậ ẩ
m t kh u là m t th c c kì quan tr ng, do đó không nên l u m t kh u c a ngậ ẩ ộ ứ ự ọ ư ậ ẩ ủ ườ idùng dướ ại d ng rõ, vì nh v y n u b k th ba t n công, l y đư ậ ế ị ẻ ứ ấ ấ ược CSDL thì có thể
bi t đế ược m t kh u c a ngậ ẩ ủ ười dùng. Do đó, m t kh u c a ngậ ẩ ủ ười dùng nên đượ ư c l u
dướ ại d ng chu i hash, và đ i v i máy ch thì chu i hash đó ch nh là “m t kh u” đăngỗ ố ớ ủ ỗ ỉ ậ ẩ
nh p. Dù k đó có l y đậ ẻ ấ ược CSDL thì cũng không tài nào có th gi i mã để ả ược chu iỗ hash đ tìm ra m t kh u c a ngể ậ ẩ ủ ười dùng
Thu t toán mã hóa m t chi u (hàm băm) thậ ộ ề ường g p nh t là MD5 và SHA.ặ ấ
g i và bên nh n c n làm m t cách nào đó đ cùng th ng nh t v khóa bí m t.ử ậ ầ ộ ể ố ấ ề ậ
Đ th c hi n mã hóa thông tin gi a hai bên thì:ể ự ệ ữ
Đ u tiên bên g i và bên nh n b ng cách nào đó s ph i thóa thu n khóa bí m t đầ ử ậ ằ ẽ ả ậ ậ ượ cdùng đ mã hóa và gi i mã. Vì ch c n bi t để ả ỉ ầ ế ược khóa bí m t này thì bên th ba có th gi iậ ứ ể ả
mã được thông tin, nên thông tin này c n đầ ược bí m t truy n đi.ậ ề
Sau đó bên g i s dùng m t thu t toán mã hóa v i khóa bí m t tử ẽ ộ ậ ớ ậ ương ng đ mã hóaứ ể
d li u s p đữ ệ ắ ược truy n đi. Khi bên nh n nh n đề ậ ậ ượ ẽc s dùng chính khóa bí m t đó đ gi iậ ể ả
mã d li u.ữ ệ
V n đ l n nh t c a phấ ề ớ ấ ủ ương pháp mã hóa đ i x ng là làm sao đ “th a thu n”ố ứ ể ỏ ậ khóa bí m t gi a bên g i và bên nh n, vì n u truy n khóa bí m t t bên g i sang bênậ ữ ử ậ ế ề ậ ừ ử
nh n mà không dùng m t phậ ộ ương pháp b o v nào thì bên th ba cũng có th d dàngả ệ ứ ể ễ
l y đấ ược khóa bí m t này.ậ
Các thu t toán mã hóa đ i x ng thậ ố ứ ường g p: DES, AES…ặ
Trang 71.3.4 Mã hóa b t đ i x ng ấ ố ứ
Mã hóa b t đ i x ng (Hay còn g i là mã hóa khóa công khai) là phấ ố ứ ọ ương pháp mã hóa mà khóa mã hóa (public key – khóa công khai) và khóa gi i mã (private key – khóaả
bí m t) khác nhau. Nghĩa là khóa s d ng đ mã hóa d li u s khác v i khóa dùngậ ử ụ ể ữ ệ ẽ ớ
đ gi i mã d li u. T t c m i ngể ả ữ ệ ấ ả ọ ườ ềi đ u có th bi t để ế ược khóa công khai (k cể ả hacker), và có th dùng khóa công khai này đ mã hóa thông tin. Nh ng ch có ngể ể ư ỉ ườ i
nh n m i n m gi khóa bí m t, nên ch có ngậ ớ ắ ữ ậ ỉ ười nh n m i có th gi i mã đậ ớ ể ả ượ cthông tin
Đ th c hi n mã hóa b t đ i x ng:ể ự ệ ấ ố ứ
Bên nh n s t o ra m t g p khóa (khóa công khai và khóa bí m t). Bên nh n s dậ ẽ ạ ộ ặ ậ ậ ẽ ữ
l i khóa bí m t và truy n cho bên g i khóa công khai. Vì khóa này là công khai nên có thạ ậ ề ử ể truy n t do mà không c n b o m t.ề ự ầ ả ậ
Bên g i trử ước khi g i d li u s mã hóa d li u b ng thu t toán mã hóa b t đ i x ngử ữ ệ ẽ ữ ệ ằ ậ ấ ố ứ
v i khóa là khóa công khai t bên nh n.ớ ừ ậ
Bên nh n s gi i mã d li u nh n đậ ẽ ả ữ ệ ậ ược b ng thu t toán đằ ậ ược s d ng bên g i,ử ụ ở ử
v i khóa gi i mã là khóa bí m t.ớ ả ậ
Đi m y u l n nh t c a mã hóa b t đ i x ng là t c đ mã hóa và gi i mã r tể ế ớ ấ ủ ấ ố ứ ố ộ ả ấ
ch m so v i mã hóa đ i x ng, n u dùng mã hóa b t đ i x ng đ mã hóa d li uậ ớ ố ứ ế ấ ố ứ ể ữ ệ truy n – nh n gi a hai bên thì s t n r t nhi u chi phí.ề ậ ữ ẽ ố ấ ề
Do đó, ng d ng ch nh c a mã hóa b t đ i x ng là dùng đ b o m t khóa bíứ ụ ỉ ủ ấ ố ứ ể ả ậ
m t cho mã hóa đ i x ng: Ta s dùng phậ ố ứ ẽ ương pháp mã hóa b t đ i x ng đ truy nấ ố ứ ể ề khóa bí m t c a bên g i cho bên nh n. Và hai bên s dùng khóa bí m t này đ traoậ ủ ử ậ ẽ ậ ể
đ i thông tin b ng phổ ằ ương pháp mã hóa đ i x ng.ố ứ
Thu t toán mã hóa b t đ i x ng thậ ấ ố ứ ường th y: RSA.ấ
Trang 8Ch ươ ng 2: Gi i Thi u BitLocker ớ ệ
2.1. L ch s ra đ i ị ử ờ
BitLocker là m t ph n n m trong d án NextGeneration Secure Computing Baseộ ầ ằ ự
c a Microsoft trong năm 2004. BitLocker đủ ược thi t k đ b o v thông tin trên cácế ế ể ả ệ thi t b , đ c bi t là trong trế ị ặ ệ ường h p thi t b b m t ho c b đánh c p. M t tính năngợ ế ị ị ấ ặ ị ắ ộ khác c a BitLocker là đ xác nh n tính toàn v n c a kh i đ ng và h th ng t p tinủ ể ậ ẹ ủ ở ộ ệ ố ậ
c a Microsoft Windows.Khi s d ng k t h p v i m t tủ ử ụ ế ợ ớ ộ ương thích Trusted Platform Module (TPM), BitLocker có th xác nh n tính toàn v n c a kh i đ ng và h th ngể ậ ẹ ủ ở ộ ệ ố file trước khi gi i mã d li u đã đả ữ ệ ược b o v , m t xác nh n không thành công sả ệ ộ ậ ẽ
c m truy c p vào h th ng đã đấ ậ ệ ố ược b o v BitLocker đả ệ ược phát tri n trong m t th iể ộ ờ gian ng n trắ ước khi Windows Vista được phát hành
2.2. Các phiên b n Windows đ ả ượ c tích h p BitLocker ợ
Ultimate và Enterprise c a Windows Vista và Windows 7ủ
Phiên b n Pro và Enterprise c aả ủ Windows 8 và 8.1
Pro, Enterprise, và phiên b n Education c aả ủ Windows 10
Windows Server 2008
và sau đó
Ban đ u, giao di n đ h a BitLocker trong Windows Vista ch có th mã hóa các phânầ ệ ồ ọ ỉ ể vùng h đi u hànhệ ề ; có th mã hóa phân vùng khác thông qua các dòng l nh.ể ệ B t đ u v iắ ầ ớ Windows Vista Service Pack 1 và Windows Server 2008, các phân vùng khác v i phân vùngớ
ch a h đi u hành có th đứ ệ ề ể ược mã hóa b ng cách s d ng công c đ h a.ằ ử ụ ụ ồ ọ
Phiên b n m i nh t c a BitLocker trên Windows 7 và Windows Server 2008 R2 bả ớ ấ ủ ổ sung thêm kh năng mã hóa đĩa r i.ả ổ ờ Trên Windows XP ho cặ Windows Vista, truy c p chậ ỉ
đ c vào các đĩa này có th đ t đọ ổ ể ạ ược thông qua m t chộ ương trình g i là BitLocker To Goọ Reader, n u h th ng t p tin đế ệ ố ệ ượ ử ục s d ng là FAT16, FAT32 hay exFAT.
BitLocker cũng tương thích v i các trớ ường h p di đ ng c a phiên b n Windows 8ợ ộ ủ ả Enterprise thông qua cài đ t Windows To Go.ặ
Microsoft eDrive là m t k thu t cho các thi t b l u tr cho phép các thi t b l u trộ ỹ ậ ế ị ư ữ ế ị ư ữ phù h p đ s d ng mã hóa tích h p c a nó.ợ ể ử ụ ợ ủ
Trang 92.3. Ho t đ ng c a BitLocker ạ ộ ủ
BitLocker là m t h th ng mã hóa kh i lộ ệ ố ố ượng đĩa c ng. Nó có th mã hóa m tổ ứ ể ộ
ph n ho c toàn b đĩa c ng. Khi đầ ặ ộ ổ ứ ược kích ho t, TPM và BitLocker có th đ mạ ể ả
b o s toàn v n cho chả ự ẹ ương trình kh i đ ng đáng tin c y (ví d nh BIOS, Bootở ộ ậ ụ ư Sector,…) đ ng n ch n h u h t các cu c t n công n.ể ặ ặ ầ ế ộ ấ ẩ
Đ BitLocker ho t đ ng, c n ph i có ít nh t hai đ nh d ng NTFS: M t đ nhể ạ ộ ầ ả ấ ị ạ ộ ị
d ng cho h đi u hành (thạ ệ ề ường là C) và m t đ nh d ng có kích thổ ộ ị ạ ướ ốc t i thi uể 100Mb đ kh i đ ng các h đi u hành. BitLocker yêu c u phân vùng h th ng khôngể ở ộ ệ ề ầ ệ ố
được mã hóa, trên Windows Vista thì phân vùng này ph i đả ược gán m t ký t đĩa,ộ ự ổ còn trên Windows 7 thì đi u này là không c n thi t. M t công c có tên là BitLockerề ầ ế ộ ụ Drive Preparation Tool có s n t Microsoft cho phép thu nh m t phân vùng hi n cóẵ ừ ỏ ộ ệ trên Windows Vista đ nhể ường ch cho m t phân vùng kh i đ ng m i và chuy n giaoỗ ộ ở ộ ớ ể
t p tin Bootstrap c n thi t cho nó. Windows 7 t o phân vùng kh i đ ng th c p theoậ ầ ế ạ ở ộ ứ ấ
m c đ nh, ngay c khi BitLocker không đặ ị ả ượ ử ục s d ng ban đ u.ầ
Khi m t phân vùng kh i đ ng thay th đã độ ở ộ ế ượ ạc t o ra, module TPM c n ph iầ ả
được kh i t o ngay, sau đó các c ch b o v khóa mã hóa đĩa c n thi t nh TPM,ở ạ ơ ế ả ệ ầ ế ư
mã PIN ho c USB đặ ược c u hình.ấ Sau đó phân vùng được mã hóa nh m t công vi cư ộ ệ
n n, m t vài d li u có th m t m t lề ộ ữ ệ ể ấ ộ ượng đáng k th i gian v i m t đĩa l n và m iể ờ ớ ộ ớ ỗ khu v c logic đự ược đ c, đọ ược mã hóa và vi t l i tr l i vào đĩa.ế ạ ở ạ Các khóa ch đỉ ượ c
b o v sau khi toàn b kh i lả ệ ộ ố ượng d li u đã đữ ệ ược mã hóa, khi kh i lố ượng d li uữ ệ
đó được coi là an toàn. BitLocker s d ng m t trình đi u khi n thi t b c p th p đử ụ ộ ề ể ế ị ấ ấ ể
mã hóa và gi i mã t t c các ho t đ ng t p tin, làm cho tả ấ ả ạ ộ ậ ương tác v i kh i lớ ố ượ ng
được mã hóa tr nên trong su t đ i v i các ng d ng ch y trên n n t ng này.ở ố ố ớ ứ ụ ạ ề ả
Encrypting File System (EFS) có th để ược s d ng k t h p v i BitLocker đử ụ ế ợ ớ ể
b o v Nhân h đi u hành khi đang ch y. B o v các t p tin t trong các ti n trìnhả ệ ệ ề ạ ả ệ ậ ừ ế
và ngườ ử ụi s d ng h đi u hành ch có th đệ ề ỉ ể ược th c hi n b ng ph n m m mã hóaự ệ ằ ầ ề
ho t đ ng trong Windows, ch ng h n nh EFS, BitLocker và EFS.ạ ộ ẳ ạ ư
BitLocker và nh ng h th ng mã hóa đĩa khác có th b t n công b i m tữ ệ ố ể ị ấ ở ộ Bootmanager gi m o. Khi các b n p kh i đ ng đ c h i l y đả ạ ộ ạ ở ộ ộ ạ ấ ược nh ng d li u bíữ ữ ệ
m t, nó có th gi mã Volume Master Key (VMK) sau đó s cho phép truy c p đậ ể ả ẽ ậ ể
gi i mã ho c s a đ i b t k thông tin trên đĩa c ng đã đả ặ ử ổ ấ ỳ ổ ứ ược mã hóa. B ng cách c uằ ấ hình m t TPM đ b o v chộ ể ả ệ ương trình kh i đ ng tin c y, bao g m BIOS và Bootở ộ ậ ồ Sector. BitLocker có th gi m thi u nguy c này.ể ả ể ơ
Trang 10Ch ươ ng 3. H ướ ng D n S D ng BitLocker ẫ ử ụ
Có nhi u ki u mã hóa khác nhau, mã hóa h th ng File ề ể ệ ố Encrypting File System (EFS) ho c s d ngặ ử ụ BitLocker đ mã hóa d li u (BitLocker Driveể ữ ệ Encryption) Trong bài này s hẽ ướng d n cách mã hóa d li u trên Windows 10 b ngẫ ữ ệ ằ cách s d ng BitLocker.ử ụ
3.1. Kích ho t mã hóa thi t b v i BiLocker ạ ế ị ớ
B t BitLocker mã hóa USB flash ( c ng trong máy cũng tậ ổ ổ ứ ương t )ự
Bước 1: Vào Control Panel > System and Security > BitLocker Drive Encryption >
m ra b ng ch a các c ng và USB trên máy >ở ả ứ ổ ứ ổ ch n USBọ ổ mu n mã hóa >ố Turn
On BitLocker
Cách khác: vào My computer > chu t ph i vào USBộ ả ổ mu n mã hóa > ch nố ọ Turn
On BitLocker
Trang 11Bước 2: Tích vào ô Use a password to unlock the driver r i nh p m t kh u vàoồ ậ ậ ẩ
2 ô Enter your password và Reenter your password. Sau đó nh n nútấ Next
Trang 13Bước 3: Sao l u khóa d phòng s d ng phòng khi quên m t kh u. Có th l uư ự ử ụ ậ ẩ ể ư vào b t k n i nào trong các l a ch n:ấ ỳ ơ ự ọ
Save to your Microsoft account: L u vàoư tài kho n Microsoftả
Save to a file: L u vàoư máy tính
Print the recovery key: In ra gi yấ
L u xong thì nh n nútư ấ Next đ ti p t c.ể ế ụ