Luận văn Thạc sĩ: Hàm băm trong mật mã hạng nhẹ

Trang |i<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy TS. Lê Phê Đô và thầy<br /> TS. Phùng Văn Ổn, người thầy đã tận tâm, tận lực hướng dẫn, định hướng phương<br /> pháp nghiên cứu khoa học cho tôi, đồng thời cung cấp nhiều tài liệu và tạo điều kiện<br /> thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận<br /> văn này.<br /> Tôi xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô trong bộ môn Hệ thống thông tin và<br /> Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý giá trong<br /> suốt thời gian tôi học tập tại trường.<br /> Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn học viên lớp K22-QLHTTT, những người<br /> đồng hành trong suốt khóa học và có nhiều góp ý bổ ích cho tôi. Cảm ơn gia đình,<br /> bạn bè đã quan tâm và động viên giúp tôi có nghị lực phấn đấu để hoàn thành tốt<br /> luận văn này.<br /> Do kiến thức và thời gian có hạn nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi những<br /> thiếu sót nhất định.<br /> Một lần nữa xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc.<br /> <br /> Hà Nội, tháng 12 năm 2017<br /> Học viên thực hiện<br /> <br /> Nguyễn Khắc Hưng<br /> <br /> T r a n g | ii<br /> <br /> LỜI CAM ĐOAN<br /> Luận văn thạc sĩ đánh dấu cho những thành quả, kiến thức tôi đã tiếp thu được<br /> trong suốt quá trình rèn luyện, học tập tại trường. Tôi xin cam đoan luận văn “Hàm<br /> băm trong mật mã hạng nhẹ” được hoàn thành bằng quá trình học tập và nghiên<br /> cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Phê Đô và TS. Phùng Văn Ổn<br /> Trong toàn bộ nội dung nghiên cứu của luận văn, các vấn đề được trình bày<br /> đều là những tìm hiểu và nghiên cứu của cá nhân tôi hoặc là trích dẫn các nguồn tài<br /> liệu đều được đưa ra ở phần tài liệu tham khảo.<br /> Tôi xin cam đoan những lời trên là sự thật và chịu mọi trách nhiệm trước thầy<br /> cô và hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ.<br /> <br /> Hà Nội, tháng 12 năm 2017<br /> <br /> Nguyễn Khắc Hưng<br /> <br /> T r a n g | iii<br /> <br /> DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT<br /> Từ viết tắt<br /> <br /> Thuật ngữ tiếng anh<br /> <br /> Thuật ngữ tiếng việt<br /> <br /> IoT<br /> <br /> Internet of Things<br /> <br /> Internet kết nối vạn vật<br /> <br /> HMAC<br /> <br /> Hash-based Message<br /> <br /> Hàm băm dựa vào mã xác<br /> <br /> Authentication Code<br /> <br /> thực thông điệp<br /> <br /> MD<br /> <br /> Message-Digest<br /> <br /> Tóm lược thông điệp<br /> <br /> MD5<br /> <br /> Message-Digest Algorithm 5<br /> <br /> Hàm băm MD5<br /> <br /> SHA<br /> <br /> Secure Hash Algorithm<br /> <br /> Thuật toán băm an toàn<br /> <br /> RFID<br /> <br /> Radio Frequency Identification<br /> <br /> Nhận dạng đối tượng bằng<br /> sóng vô tuyến<br /> <br /> NFC<br /> <br /> Near Field Communication<br /> <br /> Kết nối không dây trong phạm<br /> vi tầm ngắn<br /> <br /> DES<br /> <br /> Data Encryption Standard<br /> <br /> Chuẩn mã hóa dữ liệu/ Hệ mật<br /> DES<br /> <br /> T r a n g | iv<br /> <br /> DANH MỤC BẢNG<br /> Bảng 1.1: Một số hệ mật nhẹ và một số hệ mật “nặng” truyền thống ..................... 16<br /> Bảng 1.2: Thông tin về yêu cầu phần cứng của một vài hệ mật nhẹ ....................... 17<br /> Bảng 2.1: Hộp S-Box 4 bit của hệ mật PRESENT trong hệ thập lục phân. ............ 23<br /> Bảng 2.2: Hoán vị bit sử dụng trong PRESENT .................................................... 24<br /> Bảng 2.3: Hộp S-Box 4 bit nghịch đảo của hệ mật PRESENT trong hệ thập lục phân<br /> .............................................................................................................................. 25<br /> Bảng 2.4: Nghịch đảo việc hoán vị bit trong hệ mật PRESENT ............................. 25<br /> Bảng 2.5: S-Box và vị trí của từng thành phần trong S-Box................................... 28<br /> Bảng 2.6: S-Box sau khi thực hiện quá trình gây nhiễu theo công thức Caesar ...... 29<br /> Bảng 3.1: Một số hàm băm nhẹ ............................................................................. 34<br /> <br /> Trang |v<br /> <br /> DANH MỤC HÌNH ẢNH<br /> Hình 1.1: Cấu trúc của một thiết bị RFID ................................................................ 8<br /> Hình 1.2: Thiết kế sự hoán đổi các yếu tố trong mật mã nhẹ .................................. 13<br /> Hình 1.3: Đồ thị so sánh theo thông số bề mặt của một số hàm băm nhẹ ............... 17<br /> Hình 1.4: Đồ thị so sánh theo thông số thông lượng của một số hàm băm nhẹ ....... 18<br /> Hình 1.5: Đồ thị so sánh năng lượng sử dụng ở mức cao của một số hàm băm nhẹ 18<br /> Hình 1.6: Đồ thị so sánh năng lượng sử dụng ở mức thấp của một số hàm băm nhẹ<br /> .............................................................................................................................. 19<br /> Hình 2.1: Quy trình mã hóa của PRESENT ........................................................... 22<br /> Hình 2.2: Tính toán khóa cho PRESENT-80.......................................................... 26<br /> Hình 2.3: Tính toán khóa cho PRESENT-128........................................................ 27<br /> Hình 3.1: Tạo chữ ký điện tử ................................................................................. 32<br /> Hình 3.2: Xác thực chữ ký điện tử ......................................................................... 32<br /> Hình 3.3: Cấu trúc băm sử dụng công thức Davies-Mayer ..................................... 35<br /> Hình 3.4: Kiến trúc của hàm băm PRESENT theo cấu trúc Davies Mayer với đầu<br /> vào 64 bit và khóa 80 bit........................................................................................ 36<br /> Hình 3.5: Cấu trúc Merkle Damgard ...................................................................... 36<br /> Hình 3.6: Sơ đồ tuần tự hàm băm của hệ mật PRESENT theo công thức<br /> DaviesMayer và cấu trúc Merkle Damgard ............................................................ 38<br /> Hình 4.1: Sử dụng Jni như cầu nối để gọi qua lại giữa Java và C/C++ ................... 41<br /> Hình 4.2: Cài đặt chương trình bảo mật của hàm PRESENT ................................. 42<br /> Hình 4.3: Cài đặt chương trình bảo mật của hàm PRESENT ................................. 42<br /> Hình 4.4: Sơ đồ tuần tự phần mật khẩu của chương trình bom báo ........................ 43<br /> <br />