zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» An ninh - Bảo mật

Bài giảng An toàn hệ thống thông tin: Chương 4 - Nguyễn Thị Hạnh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Báo xấu

30
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng An toàn hệ thống thông tin: Chương 4 Chữ ký số cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm về chữ ký số (Digital Signature); Các dịch vụ bảo mật cung cấp bởi chữ ký số; Một vài chữ ký số thông dụng; Mô tả vài ứng dụng của chữ ký số. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng An toàn hệ thống thông tin: Chương 4 - Nguyễn Thị Hạnh

07/01/2018 Chương 4: CHỮ KÝ SỐ (DIGITAL SIGNATURES) GV: Nguyễn Thị Hạnh GV: Nguyễn Thị Hạnh Nội dung chính 1. Khái niệm về chữ ký số (Digital Signature) 2. Các dịch vụ bảo mật cung cấp bởi chữ ký số 3. Một vài chữ ký số thông dụng 4. Mô tả vài ứng dụng của chữ ký số (Cryptography & Network Security. McGraw-Hill, Inc., 2007., Chapter 13) GV: Nguyễn Thị Hạnh 1
07/01/2018 Mục tiêu ˗ Khái niệm chữ ký số (Digital Signature) Định nghĩa và sự cần thiết Qui trình tạo (sign) và thẩm tra (Verify) chữ ký Chữ ký có dùng khóa (Private Key, Public Key) Ký trên Message Digest ˗ Các dịch vụ bảo mật được cung cấp bởi Digital Signature Xác thực thông điệp (Message authentication) Toàn vẹn thông điệp (Message Interity) Chống từ chối (Nonrepudiaton) Bảo mật (Confidentiality) GV: Nguyễn Thị Hạnh Mục tiêu ˗ Nêu các tấn công trên Digital Signature ˗ Thảo luận các cơ chế Digital Signature (RSA, ELGamal, Shnorr, DSS, và Elliptic Curve) Ý tưởng tổng quát Phát sinh khóa Tạo và thẩm tra chữ ký Ví dụ cụ thể ˗ Mô tả vài ứng dụng của Digital Signatures GV: Nguyễn Thị Hạnh 2
07/01/2018 1. Khái niệm về chữ ký số ˗ Chữ ký số là một trong ứng dụng quan trọng nhất của mã hóa khóa công khai. ˗ Message Authentication chỉ bảo vệ thông điệp trao đổi giữa hai bên tham gia không bị hiểu chỉnh hay giả mạo từ bên thứ 3, nhưng nó không bảo vệ thông điệp bị hiểu chỉnh hay giả mạo từ một trong 2 bên tham gia, nghĩa là: Bên nhận giả mạo thông điệp của bên gửi Bên gửi chối là đã gửi thông điệp đến bên nhận ˗ Chữ ký số không những giúp xác thực thông điệp mà còn bảo vệ mỗi bên khỏi bên kia GV: Nguyễn Thị Hạnh 1. Khái niệm về chữ ký số ˗ Chữ ký số là một dạng chữ ký điện tử. ˗ Về căn bản chữ ký số có khái niệm giống như chữ ký thông thường nhưng được xây dựng dựa trên mật mã khóa công khai. ˗ Nhằm bảo đảm vấn đề toàn vẹn dữ liệu, và chống sự chối bỏ trách nhiệm khi đã ký. GV: Nguyễn Thị Hạnh 3
07/01/2018 Digital Signature Process ˗ Người gửi dùng một thuật toán tạo chữ ký (signing algorithm) để ký thông điệp. Thông điệp và chữ ký được gửi cho người nhận. ˗ Người nhận dùng thuận toán thẩm tra chữ ký (Verifying algorithm) để thẩm tra. ˗ Nếu đúng, thông điệp được chấp nhận, ngược lại sẽ từ chối thông điệp GV: Nguyễn Thị Hạnh Digital Signature Process GV: Nguyễn Thị Hạnh 4
07/01/2018 Need for Keys ˗ Một digtal signature cần hệ thống public-key. Người ký (signer) ký bằng private key của chính mình; người kiểm tra (verifier) kiểm tra bằng public key của signer Dùng khóa bí mật secret key, ký và thẩm tra chữ ký được không? GV: Nguyễn Thị Hạnh Signing the Digest ˗ Ký trên digest của thông điệp sẽ ngắn hơn ký trên thông điệp ˗ Người gửi có thể ký trên cốt thông điệp và người nhận có thể kiểm tra trên cốt thông điệp GV: Nguyễn Thị Hạnh 5
07/01/2018 2. Các dịch vụ bảo mật cung cấp bởi chữ ký số ˗ Xác thực thông điệp (Message authentication) ˗ Toàn vẹn thông điệp (Message Interity) ˗ Chống từ chối (Nonrepudiaton) ˗ Bảo mật (Confidentiality) GV: Nguyễn Thị Hạnh Message Authentication ˗ Một cơ chế chữ ký số giống như một chữ ký truyền thống là có thể cung cấp sự xác thực thông điệp GV: Nguyễn Thị Hạnh 6
07/01/2018 Message Integrity ˗ Chúng ta không thể có được cùng chữ ký nếu thông điệp đã được hiệu chỉnh GV: Nguyễn Thị Hạnh Nonrepudiation ˗ Nonrepudiation có thể được cung cấp bằng cách dùng một trusted Center GV: Nguyễn Thị Hạnh 7
07/01/2018 Confidentiality ˗ Thêm confidentiality vào cơ chế digital signature Một Digital Signature không cung cấp tính bí mật. Nếu cần bảo mật, một tần khác của encryption/decryption được áp dụng GV: Nguyễn Thị Hạnh Tấn công trên Digital Signature ˗ Các loại tấn công trên Digital Signature (Attack Types) ˗ Giả mạo chữ ký (Forgery) GV: Nguyễn Thị Hạnh 8
07/01/2018 Attack Types ˗ Key-Only Attack: Eve chỉ có thể truy suất đến các thông tin công khai của Alice, Để giả mạo thông điệp, Eve cần tạo chữ ký của Alice để thuyết phục Bob rằng thông điệp đến từ Alice ˗ Known-Message Attack: Eve có thể truy suất đến một hoặc nhiều cặp thông điệp – chữ ký, Eve cố gắng tạo một thông điệp khác và giả chữ ký của Alice trên thông điệp đó GV: Nguyễn Thị Hạnh Attack Types ˗ Chosen-Message Attack: Eve bằng cách này hay cách khác sắp đặt Alice ký một hoặc nhiều thông điệp cho cô ta. Eve có một cặp choose- message/signature. Sau đó Eve tạo ra một thông điệp khác, với nội dung cô ta muốn, và giả mạo chữ ký của Alice lên đó GV: Nguyễn Thị Hạnh 9
07/01/2018 Forgery Types ˗ Existential Forgery: có thể tìm và chỉ ra được thông điệp (có thể vô nghĩa), đối phương có thể tạo chữ ký hợp lệ trên thông điệp này ˗ Selective Forgery: cho trước một thông điệp, đối phương tạo chữ ký hợp lệ trên thông điệp này (rất khó) GV: Nguyễn Thị Hạnh 3. Vài chữ ký số thông dụng ˗ RSA Digital Signature Scheme ˗ ElGamal Digital Signature Scheme ˗ Schnorr Digital Signature Scheme ˗ Digital Signature Standard (DSS) ˗ Elliptic Curve Digital Signature Scheme GV: Nguyễn Thị Hạnh 10
07/01/2018 3.1 RSA Digital Signature Scheme ˗ Ý tưởng mật mã RSA được dùng cho việc ký và kiểm tra chữ ký, nó được gọi là cơ chế chữ ký số RSA ˗ Người gửi dùng private key của chính mình để ký vào tài liệu; người nhận dùng public key của người gửi để kiểm tra chữ ký ˗ So với chữ ký truyền thống, private key đóng vai trò là chữ ký của chính người gửi, public key của người gửi đóng vài trò là bản sao của chữ ký mà có thể được công khai GV: Nguyễn Thị Hạnh 3.1 RSA Digital Signature Scheme ˗ Ý tưởng tổng quát của cơ chế chữ ký RSA GV: Nguyễn Thị Hạnh 11
07/01/2018 3.1 RSA Digital Signature Scheme Phát sinh khóa (Key Generation) ˗ Phát sinh khóa trong cơ chế chữ ký RSA là hoàn toàn giống như phát sinh khóa RSA ˗ Trong đó d là bí mật, e và n là công khai GV: Nguyễn Thị Hạnh RSA Digital Signature Scheme Tạo và Thẩm tra chữ ký GV: Nguyễn Thị Hạnh 12
07/01/2018 RSA Digital Signature Scheme Ví dụ: Phát sinh khóa: Alice chọn p = 823 và q = 953, và tính n = 784319. Giá trị φ(n) là 782544 Alice chọn e = 313 và tính d = 160009 Alice muốn ký và gửi thông điệp M=19070 cho Bob Tạo chữ ký: S=(19070160009) mod 784319 = 210625 mod 784319 Gửi (M, S) cho Bob ˗ Bob nhận (M, S) và tính M’ M’=210625313mod 784319 = 19070 mod 784319 ˗ M ≡ M’ mod n GV: Nguyễn Thị Hạnh Chữ ký RSA trên Message Digest GV: Nguyễn Thị Hạnh 13
07/01/2018 Chữ ký RSA trên Message Digest Lưu ý: ˗ Khi cốt thông điệp được ký thay cho thông điệp của nó, thì độ nhạy cảm của chữ ký số RSA tùy thuộc vào sức mạnh của hàm băm GV: Nguyễn Thị Hạnh ElGamal Digital Signature Scheme ˗ Ý tưởng tổng quát của chữ ký ElGamal GV: Nguyễn Thị Hạnh 14
07/01/2018 ElGamal Digital Signature Scheme Phát sinh khóa (Key Generation) ˗ Phát sinh khóa trong cơ chế chữ ký ElGamal là hoàn toàn giống như phát sinh khóa mật mã ElGamal ˗ Trong đó (e1,e2,p) là public key; d là private key GV: Nguyễn Thị Hạnh ElGamal Digital Signature Scheme Tạo chữ ký Chọn ngẫu nhiên r, 1 ≤ r ≤ p-1, gcd(r, p-1)=1 Tính s1 = e1k mod p Tính s2 = (M-d x S1) x r-1 mod (p-1), với r-1 là nghịch đảo nhân của r modulo n Chữ ký là (S1,S2) Thẩm tra chữ ký Kiểm tra 1 ≤ S1 ≤ p; 1 ≤ S2 ≤ p-1; Tính v1 = e1M mod p Tính v2= e2S1x S1S2 mod p Chữ ký hợp lệ ⇔ v1=v2 GV: Nguyễn Thị Hạnh 15
07/01/2018 ElGamal Digital Signature Scheme Tạo và Thẩm tra chữ ký GV: Nguyễn Thị Hạnh ElGamal Digital Signature Scheme Một số vấn đề ˗ Giá trị r phải phân biệt cho mỗi thông điệp được ký (s1-s2)r = (h(m1)-h(m2))mod (p-1) Nếu gcd((s1-s2),p-1)=1 thì có thể dễ dàng xác đinh giá trị r, từ đó có được private key a ˗ Nếu không dùng hàm băm thì có thể bị tình trạng existential forgery GV: Nguyễn Thị Hạnh 16
07/01/2018 Schnorr Digital Signature Scheme ˗ Với chữ ký ElGamal thì p cần phải rất lớn thì mới đảm bảo bài toán logaric rời rạc là khó thực hiện trong Z*p. Theo khuyến cáo p phải ít nhất 1024-bit chữ ký là 2048-bit. ˗ Để giảm kích cở của chữ ký, Schnorr đề xuất một cơ chế chữ ký mới dựa trên ElGamal nhưng với một kích cở chữ ký được giảm. GV: Nguyễn Thị Hạnh Schnorr Digital Signature Scheme Ý tưởng tổng quát của chữ ký Schnorr GV: Nguyễn Thị Hạnh 17
07/01/2018 Schnorr Digital Signature Scheme Phát sinh khóa 1. Chọn một số nguyên tố p, thường chọn p có độ lớn 1024-bit 2. Chọn số nguyên tố q 3. Alice chọn e1 sao cho e1p = 1 mod p. 4. Chọn 1 số nguyên d, làm private key 5. Tính e2= e1d mod p. 6. Public key là (e1, e2, p, q); private key là d GV: Nguyễn Thị Hạnh Schnorr Digital Signature Scheme Tạo và Thẩm tra chữ ký GV: Nguyễn Thị Hạnh 18
07/01/2018 Digital Signature Standard (DSS) ˗ NIST đã công bố chuẩn xử lý thông tin liên ban FIPS 186, được biết như là Digital Signature Standard (DSS) ˗ DSS được đề xuất năm 1991 và hiểu chỉnh lại 1993, 1996 có một hiệu chỉnh nhỏ, năm 2000, một phiên bản mở rộng của chuẩn được phát hành như FIPS 186-2, 2009 cập nhật FIPS 186-3. Phiên bản cuối cùng hợp nhất các thuật tóan chữ ký số dựa trên mật mã RSA và đường cong Eliptic GV: Nguyễn Thị Hạnh Digital Signature Standard (DSS) ˗ Ý tưởng tổng quát của chữ ký DSS GV: Nguyễn Thị Hạnh 19
07/01/2018 Digital Signature Standard (DSS) Phát sinh khóa ˗ Chọn số nguyên tố p và q ˗ Chọn g trong Z*p, và e1 = g(p-1)/q mod p, e1≠1 (e1 là phần tử sinh của nhóm con bậc q của Zp*) ˗ Chọn 1 ≤ d ≤q-1, tính e2= e1d mod p ˗ Public key (e1, e2, p, q), private key d GV: Nguyễn Thị Hạnh Digital Signature Standard (DSS) ˗ Tạo và Thẩm tra chữ ký GV: Nguyễn Thị Hạnh 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.