B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
B QUC PHÒNG
VIN KHOA HC VÀ CÔNG NGH QUÂN S
TRN XUÂN BAN
NGHIÊN CU, PHÁT TRIN MT S THUT TOÁN
NÂNG CAO KH NĂNG BO MT CHO CÁC THIT B
TRONG MNG IoT
Ngành: Cơ sở toán hc cho tin hc
Mã s: 9460110
TÓM TT LUN ÁN TIẾN SĨ TOÁN HỌC
Hà Ni, 2024
Công trình được hoàn thành ti:
VIN KHOA HC VÀ CÔNG NGH QUÂN S
Người hướng dn khoa hc:
1. PGS.TS Nguyn Linh Giang
2. TS Nguyn Ngọc Cương
Phn bin 1:
GS.TS Nguyn Hiếu Minh
Hc vin K thut Mt mã
Phn bin 2:
PGS.TS Đỗ Trung Tun
Trường Đại hc Khoa hc t nhiên, Đại hc Quc gia Hà Ni
Phn bin 3:
TS Đỗ Vit Bình
Vin Khoa hc và Công ngh quân s
Luận án được bo v ti Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Vin,
hp ti Vin Khoa hc Công ngh quân s o hi: gi phút,
ngày … tháng….. năm 2024
Có th tìm hiu lun án ti:
- Thư viện Vin Khoa hc và Công ngh quân s
- Thư viện Quc gia Vit Nam
DANH MC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
[CT1]. Trn Xuân Ban và H Văn Canh (2017). Đề xut thut toán
trao đổi khóa hiu qu s dng mật mã khóa đối xng. Tp chí Nghiên cu
KH&CN quân s, S Đc San, 256.
[CT2]. Trn Xuân Ban Nguyn Ngọc Cương (2022). Thách thức
v an ninh, bo mt cho mng Internet of Things và mt s vấn đề cn tp
trung nghiên cu. Khoa hc giáo dc K thut - Hu cn, 28, 4651.
[CT3]. Lê Hi Triu và Trn Xuân Ban (2018). Đề xut thut toán
sinh s gi ngu nhiên có chu k cực đại bằng phương pháp đồng dư tuyến
tính. Tp chí Nghiên cu KH&CN quân s, 55, 106.
[CT4]. Son D.T., Dung N.X., Ban T.X. (2018). A Distributed
Model for Trust-based Security. Hi tho ln th III: Mt s vấn đề chn
lc v an toàn an inh thông tin, Đà Nng.
1
M ĐẦU
1. Tính cp thiết
Mng Internet of Things (IoT) phát trin vi nhiu h sinh thái mi và
được ng dng trong nhiều lĩnh vực đời sng như: giám sát y tế, giám t
điều khin giao thông, giám sát trong nông nghip, đặc bit các lĩnh vực
an ninh, quc phòng …Các thiết b kết ni trong mạng IoT đa dạng v công
ngh có xu hướng s dng nhng thiết b hn chế năng lực tính toán, kích
thước nh, năng lượng tiêu th ít, được lp đặt trong những môi trường d b
tấn công để đánh cắp thông tin d liu. Các nguy cơ mất an ninh, an toàn và
bo mt ca mng IoT ơng tự như trong mạng internet truyn thng [CT2].
Chính ph nhiều nước trên thế giới đã những chính sách để thúc
đẩy phát trin mng IoT, bao gm c việc đảm bo an ninh, an toàn cho mng
IoT như: Chính ph M ra Điu lut SB-327-California có hiu lc t ngày
01/01/2020 quy định v việc ngăn cấm s dng mt khu mặc định đối vi
thiết b IoT có kết ni mng internet tin tc s dng các thiết b này làm
bàn đp tn công (Botnet) vào h thng mng máy tính trng yếu quc gia;
Chính ph Anh ban hành đạo luật liên quan đến đảm bo an ninh, an toàn
lĩnh vực IoT hiu lc t ngày 21/01/2020 quy định mt khu mặc định
ca thiết b phải được thay đổi trước khi đưa vào s dng, vic cp nht
li phn mềm, thông tin các đim liên lc phc v cộng đồng trong vấn đề
bo mt thiết b IoT; Chính ph Nht Bản đã thực hin chính ch v an toàn
không gian mạng, trong đó chú trng vào h tng thiết b IoT chiến
c an toàn, an ninh mng th hin trong Lut An toàn, an ninh mng, đồng
thi cũng ban hành các văn bản pháp lý quy định v đảm bo an toàn, nâng
cao uy tín quc tế v h thng mng IoT t khâu thiết kế, chế to sn phm,
to kết ni gia các t chức, cá nhân trong ngoài nước để thiết lp các tiêu
chun chung v bo mt IoT. Vit Nam hin đã ban hành nhiều văn bản quy
phm pháp luật như: Luật An ninh mng hiu lc t ngày 01/01/2019,
Ngh quyết s 52-NQ/TW ngày 27/9/2019 đề ra nhng ch trương chính sách
tham gia vào cuc cách mng công ngh s; Chiến lược Chuyển đổi s ca
Chính ph; Ngh quyết s 30-NQ/TW ngày 25/7/2018 ca B Chính tr v
Chiến lược an ninh mng quc gia. Để đấu tranh phòng chng ti phm li
dng không gian mng máy tính, thiết b công ngh trong đó mạng IoT
để thc hin hành v phm ti, B Công an đã thành lập Cc An ninh mng
và phòng chng ti phm công ngh cao để thc hin nhim v qun lý nhà
nước và phòng, chng ti phạm liên quan lĩnh vực này.
2
Có nhiu gii pháp k thut đề xuất để đảm bo an ninh, an toàn cho
h thng mng IoT, trong đó gii pháp s dng hóa nh để bo mt thông
tin d liu cho h thng mng đang được nhiu hc gi quan tâm nghiên cu.
Đặc trưng chung ca các thiết b mng IoT là nh gọn, năng lực tính
toán yếu, b nh nh nên các thut toán s dng cn phi s cn bng
giữa độ phc tp tính toán, kh năng tính toán, yêu cầu chi phí cài đặt,... để
đảm bo tính kh thi.
T nhng ni dung tng hợp, phân tích, đánh gtrên thấy rng vic
Nghiên cu, phát trin mt s thut toán nâng cao kh năng bảo mt cho
các thiết b trong mng IoTý nghĩa quan trọng trong thc tin lun,
góp phn b sung nhng gii pháp v k thut để tăng cường kh năng đảm
bo an ninh, an toàn và bo mt cho mng IoT nhm chng li xâm nhp trái
phép và tấn công đánh cắp d liu trong bi cnh mạng IoT ngày càng được
s dng ph biến, d liệu được sinh ra ln, vic trang b các giải pháp đảm
bo an toàn cho thiết b t nhà sn xut hn chế do phải n đối vi kh
năng tính toán của chính các thiết b.
2. Mc tiêu nghiên cu
Nghiên cu phát trin thut toán mã hóa nh trên cơ sở các thanh ghi
LFSR ng dng cho bo mt trong mạng IoT, đồng thời đề xut gii pháp
tạo và trao đổi khóa ca thut toán.
3. Đối tượng, phm vi nghiên cu
Đối tượng nghiên cứu của luận án: Cấu trúc, đặc điểm của mạng
Internet of Things; Cơ sở toán học của hệ mật mã dòng, thanh ghi dịch phản
hồi tuyến tính, phương pháp đồng tuyến tính đsinh số gingẫu nhiên;
phương pháp trao đổi khóa cho hệ mật khóa đối xứng.
Phm vi nghiên cu: thiết b năng lực tính toán thấp như các thiết
b cm biến, thiết b tp trung trong mng IoT; thut toán mã dòng s dng
thanh ghi dch phn hi tuyến tính; phương pháp tạo s gi ngu nhiên
trao đổi khóa cho mật mã đối xng.
4. Ni dung nghiên cu
Lun án tp trung nghiên cu các ni dung:
- Nghiên cứu phương pháp bảo mt cho thiết b mng IoT s dng
thut toán hóa dòng nh, gm: Nghiên cu xây dng b th
hóa được hết các t trong bng ch cái la tinh (26 ch cái t A đến Z);
Đề xut h dòng nh s dng thanh ghi dch LFSR vi s bit khóa phù
hp thiết b hn chế năng lực tính toán hn chế b nh như các thiết b