i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu và
kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa được công bố ở bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả
Hồ Quang Bửu
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận án Tiến sĩ kỹ thuật này được thực hiện tại Học viện Công nghệ Bưu
chính Viễn thông. Tác giả xin tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo GS.TSKH. Nguyễn
Xuân Quỳnh đã trực tiếp định hướng, tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình
nghiên cứu. Tác giả cũng xin cảm ơn GS.TS. Nguyễn Bình đã trực tiếp hướng dẫn
học thuật hóa, kiểm tra những kết quả của các công trình nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn
thông đã tạo những điều kiện thuận lợi để hoàn thành và bảo vệ luận án trong thời
gian nghiên cứu của nghiên cứu sinh. Tôi xin cảm ơn khoa Quốc tế và Đào tạo sau
đại học, Sở Thông tin truyền thông tỉnh Quảng Nam (nơi tôi đang công tác), cũng
như các đồng nghiệp đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành được đề tài nghiên
cứu của mình.
Cuối cùng là sự biết ơn tới gia đình, bạn bè đã thông cảm, động viên giúp đỡ
cho tôi có đủ nghị lực để hoàn thành luận án.
Hà nội, tháng 12 năm 2013
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... ii
MỤC LỤC ...............................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................. ix
PHẦN MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
1. MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ......................................................................... 1
3. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................. 4
4. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .......................................................................... 4
5. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................... 5
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 5
7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIÊN CỦA ĐỀ TÀI ............................ 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẬT MÃ HỌC .................................................. 6
1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ......................................................................... 6
1.2. CÁC HỆ MẬT KHÓA BÍ MẬT .................................................................... 8
1.2.1. Sơ đồ khối chức năng hệ mật khóa bí mật .................................... 8
1.2.2. Các hệ mật thay thế ....................................................................... 8
1.2.3. Các hệ mật hoán vị (MHV) ......................................................... 11
1.2.4. Các hệ mật mã tích ...................................................................... 12
1.2.5. Các hệ mật mã dòng và việc tạo các dãy giả ngẫu nhiên ............ 15
1.2.6. Chuẩn mã dữ liệu DES ................................................................ 26
1.2.7. Ưu nhược điểm của mật mã khóa bí mật ..................................... 29
iv
1.3. HỆ MẬT KHÓA CÔNG KHAI ................................................................... 30
1.3.1. Sơ đồ chức năng .......................................................................... 30
1.3.2. Một số bài toán xây dựng hệ mật khóa công khai ....................... 31
1.4. CƠ BẢN VỀ HÀM BĂM ............................................................................ 33
1.4.1. Mở đầu ......................................................................................... 33
1.4.2. Các định nghĩa và tính chất cơ bản.............................................. 35
1.4.3. Một số phương pháp xây dựng hàm băm .................................... 37
1.4.4. Các loại tấn công hàm băm cơ bản .............................................. 41
1.4.5. Độ an toàn mục tiêu ..................................................................... 43
1.5. TÍNH TOÀN VẸN CỦA DỮ LIỆU VÀ XÁC THỰC THÔNG BÁO........ 44
1.5.1. Các phương pháp kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu ........................ 44
1.5.2. Chữ ký số ..................................................................................... 46
1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1............................................................................. 49
CHƯƠNG 2. HỆ MẬT XÂY DỰNG TRÊN CÁC CẤP SỐ NHÂN CYCLIC .. 50
2.1. NHÓM NHÂN CYCLIC TRÊN VÀNH ĐA THỨC .................................. 50
2.1.1. Định nghĩa nhóm nhân cyclic trên vành đa thức ......................... 50
2.1.2. Các loại nhóm nhân cyclic trên vành đa thức.............................. 52
2.2. CẤP SỐ NHÂN CYCLIC TRÊN VÀNH ĐA THỨC ................................. 54
2.2.1. Khái niệm về cấp số nhân cyclic trên vành đa thức .................... 54
2.2.2. Phân hoạch vành đa thức ............................................................. 55
2.3. XÂY DỰNG M-DÃY LỒNG GHÉP TRÊN VÀNH ĐA THỨC CÓ HAI
LỚP KỀ CYCLIC ....................................................................................... 61
2.3.1. Vành đa thức có hai lớp kề .......................................................... 61
2.3.2. M-dãy xây dựng trên vành đa thức .............................................. 63
2.3.3. Xây dựng M-dãy lồng ghép từ các cấp số nhân cyclic trên vành
đa thức có hai lớp kề ...................................................................................... 64
v
2.4. HỆ MẬT XÂY DỰNG TRÊN CÁC CẤP SỐ NHÂN CYCLIC ................ 71
2.4.1. Vấn đề mã hóa ............................................................................. 71
2.4.2. Xây dựng hệ mật dùng cấp số nhân cyclic .................................. 76
2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................... 82
CHƯƠNG 3. HÀM BĂM XÂY DỰNG TRÊN CẤP SỐ NHÂN CYCLIC ....... 83
3.1. CÁC HÀM BĂM HỌ MD4 ........................................................... 83
3.1.1. Cấu trúc........................................................................................ 83
3.1.2. Mở rộng thông báo ...................................................................... 87
3.1.3. Các bước mã hóa ......................................................................... 89
3.2. XÂY DỰNG HÀM BĂM MỚI TRÊN CÁC CẤP SỐ NHÂN CYCLIC ... 94
3.2.1. Sơ đồ khối mật mã trong hàm băm.............................................. 94
3.2.2. Các đánh giá kết quả mô phỏng hàm băm mới ......................... 100
3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3........................................................................... 101
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 102
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........... 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 105
PHỤ LỤC A: THÔNG SỐ CỦA MỘT SỐ HÀM BĂM .................................... 109
PHỤ LỤC B: CÁC CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG ........... 122
