07/01/2018
1
Chương 2:
SYMMETRIC CIPHERS
(Mã hóa đối xứng)
Giáo viên: Nguyễn ThịHạnh
Nguyễn Thị Hạnh 1
Contents
1. Mã cổ điển (Classical Encryption)
2. Mã dòng (Stream Ciphers) và Mã khối (Block Ciphers)
3. Mã DES (Data Encryption Standard)
4. Mã hiện đại AES (Advanced Encryption Standard)
5. Các mô hình ứng dụng mã khối
( Cryptography and Network Security: Principles and
Practices (3rd Ed.) – Chapter 2, 3, 5, 6)
Nguyễn Thị Hạnh 2
07/01/2018
2
1. Mã cổ điển (Classical Encryption)
1.1 Khái niệm về Mã đối xứng (Symmetric Cipher)
1.2 Một số mã đối xứng nổi tiếng
Nguyễn Thị Hạnh 3
1.1 Khái niệm mã đối xứng
˗Mô hình mã hóa đối xứng
Nguyễn Thị Hạnh 4
07/01/2018
3
1.1 Khái niệm mã đối xứng
˗Bản rõ X (Plaintext): được gọi là bản tin gốc. Đây là
dữ liệu ban đầu ở dạng rõ. Bản rõ có thể được chia
nhỏ có kích thước phù hợp.
˗Thuật toán mã hóa (Encryption algorithm): là thuật
toán được sử dụng để mã hóa (thay thế hoặc biến
đổi) bản rõ
˗Khóa bí mật (Secret key): Khóa bí mật được đưa
vào thuật toán mã hóa. Khóa này là giá trị độc lập với
bản rõ và thuật toán mã hóa. Thuật toán sẽ tạo ra đầu
ra (input) khác nhau tùy thuộc vào khóa đặc biệt được
dùng tại thời điểm đó. Các kỹ thuật thay thế
(substitution) và hoán vị (transformation) được thực
hiện bởi thuật toán tùy thuộc vào khóa (key)
Nguyễn Thị Hạnh 5
1.1 Khái niệm mã đối xứng
˗Bản mã (Ciphertext): Thông tin, dữ liệu đã được mã
hoá ở dạng mờ. Nó tùy thuộc vào plain text và secret
key. Cho trước một thông điệp, 2 khóa khác nhau thì
sẽ tạo ra được hai bản mã khác nhau. Bản mã là một
dòng dữ liệu ngẫu nhiên và nó bền vững và khó hiểu.
˗Thuật tóa giải mã (Decryption algorithm): Thuật
toán giải mã (Decryption algorithm): đây là thực chất
là thuật toán mã hóa chạy theo chiều ngược lại. Nó
lấy ciphertext và secret key để tạo ra plaintext gốc.
˗Người gửi/Người nhận (Sender/recipient): Người
gửi/Người nhận dữ liệu
Nguyễn Thị Hạnh 6
07/01/2018
4
Mô hình mã đối đối xứng
Nguyễn Thị Hạnh 7
Đặc tính của mã đối xứng
˗Thuật toán mã hóa và giải mã sử dụng chung một
khóa, thuật toán giải mã là phép toán ngược của thuật
toán mã hóa. Vì vậy mô hình trên được gọi là phương
pháp mã hóa đối xứng.
˗ Đặc tính của mã đối xứng:
Khóa phải được giữ bí mật giữa người gởi và
người nhận, khóa phải được chuyển một cách an
toàn từ người gởi đến người nhận.
Một hệ mã hóa đối xứng phải có tính an toàn. An
toàn khi và chỉ khi nó không thể bị phá mã (điều
kiện lý tưởng) hoặc thời gian phá mã là bất khả thi.
Nguyễn Thị Hạnh 8
07/01/2018
5
Kỹ thuật mã hóa (Cryptography)
Hệ thống mã hóa được đặc trưng bởi:
˗Kỹ thuật được sử dụng để chuyển đổi bản rõ thành bản
mã. Tất cả các thuật toán được dựa vào 2 kỹ thuật cơ
bản:
(a)Phép thế (substitution): dùng từng ký tự (hay
từng nhóm ký tự) trong bản rõ được thay thế bằng
một ký tự (hay một nhóm ký tự) khác để tạo ra bản
mã. Bên nhận chỉ cần đảo ngược trình tự thay thế
trên bản mã để có được bản rõ ban đầu.
(b)Hoán vị (transposition): Các ký tự trong bản rõ
được giữ nguyên, chúng chỉ được sắp xếp lại vị trí
để tạo ra bản mã. Yêu cầu cơ bản là không có
thông tn nào bị mất (có nghĩa là tất cả các thao
thác có thể đảo ngược).
Nguyễn Thị Hạnh 9
Kỹ thuật mã hóa (Cryptography)
˗Số khóa được người gửi và người nhận dùng khi mã
hóa.
Một khóa duy nhất: Mã đối xứng/ Mã khóa đơn/
Mã khóa bí mật khóa/ Mã hóa thông thường
(symmetric, single-key, secret-key, or conventional
encryption)
Hai khóa: Mã hóa bất đối xứng/ mã hóa hai khóa/
Mã hóa khóa công khai (asymmetric, two-key, or
public-key encryption)
Nguyễn Thị Hạnh 10