Bài giảng An toàn Hệ thống Thông tin - Bài: Mật mã & Ứng dụng - Chủ đề: Giao thức mật mã - Trần Đức Khánh
Mật mã & Ứng dụng
Trần Đức Khánh
Bộ môn HTTT – Viện CNTT&TT
ĐH BKHN
Chủ đề
oꢀ Hệ Mật mã không Khóa
oꢀ Hệ Mật mã khóa bí mật (đối xứng)
oꢀ Hệ Mật mã khóa công khai (bất đối
xứng)
oꢀ Hàm băm, chữ ký số
oꢀ Quản lý khóa, giao thức mật mã,…
Giao thức mật mã
oꢀ Giao thức mật mã
oꢀ Thống nhất khóa
oꢀ Diffie-Hellman
oꢀ Xác thực
oꢀ Needham-Schroeder
Giao thức
oꢀ Giao thức
nꢀ Một chuỗi các bước thực hiện
nꢀ Các bước thực hiện phải tường minh
nꢀ Tất cả các tình huống phải được dự tính
và có các bước thực hiện trước
nꢀ Có ít nhất 2 bên tham dự
nꢀ Các bên tham dự phải hiểu biết và tuân
thủ các bước thực hiện
Giao thức mật mã
oꢀ Giao thức truyền thông = Giao thức trong
đó các bước thực hiện là trao đổi thông tin
oꢀ Giao thức mật mã = Giao thức truyền thông
+ Mật mã học
oꢀ Thông thường một giao thức mật mã kết
hợp các khía cạnh sau
nꢀ Thống nhất khóa
nꢀ Xác thực
nꢀ Mã hóa
nꢀ Chống phủ nhận
Mô tả giao thức mật mã
oꢀ Các thực thể tham gia giao thức
oꢀ Các bước thực hiện của giao thức
1.ꢀ Bước 1
2.ꢀ Bước 2
3.ꢀ …
oꢀ Một bước thực hiện
nꢀ Alice gửi cho Bob thông tin M
oꢀ Aice -> Bob: M
Giao thức mật mã SSL/TLS
oꢀ SSL/TLS
nꢀ Giao thức mật mã để trao đổi thông tin
trên Internet
nꢀ SSL được phát triển bởi Netscape
nꢀ TLS kế thừa từ SSL phiên bản 3.0
nꢀ Ứng dụng
oꢀ Duyệt Web, Email, IM, VoIP,…
oꢀ Thương mại điện tử: Visa, MasterCard,
American Express,…
Khởi tạo phiên SSL/TLS
oꢀ Các pha khởi tạo SSL/TSL
1.ꢀ Bắt tay
2.ꢀ Thương lượng lựa chọn giải thuật
oꢀ Thống nhất khóa: RSA, Diffie-Hellman,…
oꢀ Mã hóa khóa đối xứng: 3DES, AES,…
oꢀ Chữ ký số: RSA, DSA,…
oꢀ Hàm băm: SHA, MD5,…
3.ꢀ Xác thực
4.ꢀ Thống nhất khóa
Khởi tạo phiên SSL/TLS
1.ꢀ Client chào Server
oꢀ C -> S: Hi, I’m Client
2.ꢀ Server chào Client
oꢀ S -> C: Hi, I’m Server
3.ꢀ Server xác thực với Client
oꢀ S -> C: PK, sig(PK)
4.ꢀ Client kiểm định chữ ký sig(PK)
5.ꢀ Client tạo ra một số ngẫu nhiên bí mật
oꢀ MS
6.ꢀ Client gửi Server MS mã hóa
oꢀ C - > S: y=E(PK,MS)
7.ꢀ Server giải mã y
oꢀ MS = D(K,y)
8.ꢀ Client và Server tạo 2 khóa bí mật
oꢀ K1, K2 = h(MS)
Giao thức mật mã
oꢀ Giao thức mật mã
oꢀ Thống nhất khóa
oꢀ Diffie-Hellman
oꢀ Xác thực
oꢀ Needham-Schroeder
Thống nhất khóa
oꢀ Trao đổi thông tin bí mật với tốc độ
nhanh
nꢀ Mật mã khóa đối xứng
oꢀ Thiết lập và trao đổi khóa
nꢀ Các thực thể tham gia phải thống nhất
khóa đối xứng
nꢀ Quá trình thống nhất khóa phải đảm bảo
oꢀ Tính bí mật
oꢀ Tính toàn vẹn
Giao thức Diffie-Hellman
oꢀ 1976, Diffie và Hellman phát minh
giao thức thống nhất khóa
nꢀ Hình thành và trao đổi khóa chung bí
mật trên một kênh truyền tin không an
toàn
oꢀ Sử dụng các kết quả trong lý thuyết
nhóm số nguyên nhân tính đồng dư
oꢀ Dựa trên độ phức tạp của bài toán
nꢀ Logarit rời rạc
Diffie-Hellman
1.ꢀ Alice (A) chọn và gửi cho Bob (B) số nguyên tố p và
một phần tử nguyên thủy g thuộc nhóm nhân tính mod
p
oꢀ A -> B: p,g
2.ꢀ Alice chọn một số tự nhiên ngẫu nhiên a và gửi g^a
mod p cho Bob
oꢀ A -> B: g^a mod p
3.ꢀ Bob chọn một số tự nhiên ngẫu nhiên b và gửi g^b mod
p cho Alice
oꢀ B -> A: g^b mod p
4.ꢀ Alice tính (g^b mod p)^a mod p
5.ꢀ Bob tính (g^a mod p)^b mod p
6.ꢀ Khóa chung bí mật g^(a*b) mod p
Diffie-Hellman
oꢀ Ví dụ: p = 23, g = 5, a = 6, b = 15
1.ꢀ Alice gửi Bob p=23, g=5
oꢀ A -> B: 23,5
2.ꢀ Alice chọn a=6, và gửi Bob g^a mod p = 5^6 mod 23
= 8
oꢀ A -> B: 8
3.ꢀ Bob chọn b=15, và gửi Alice g^b mod p = 5^15 mod
23 = 19
oꢀ B -> A: 19
4.ꢀ Alice tính
oꢀ 19^6 mod 23 = 2
5.ꢀ Bob tính
oꢀ 8^15 mod 23 = 2
6.ꢀ Khóa K = 2
Độ an toàn của Diffie-Hellman
oꢀ Khóa bí mật
nꢀ Bài toán Diffie-Hellman
oꢀ Biết g, g^a, g^b. Tìm g^(a*b)?
nꢀ Bài toàn Logarit rời rạc
oꢀ Biết g^a. Tìm a?
oꢀ Tính xác thực
nꢀ Tấn công dạng “Man-in-the-middle”
oꢀ Alice và Bob muốn thống nhất khóa bí mật
oꢀ Eve là kẻ ở giữa
oꢀ Alice và Eve thống nhất g^(a*e)
oꢀ Bob và Eve thống nhất g^(b*e)
Giao thức mật mã
oꢀ Giao thức mật mã
oꢀ Thống nhất khóa
oꢀ Diffie-Hellman
oꢀ Xác thực
oꢀ Needham-Schroeder
Xác thực
oꢀ Rất nhiều ứng dụng đòi hỏi các thực
thể tham gia phải chứng minh danh
tính
nꢀ Mô hình Client-Server an toàn
oꢀ Quá trình xác nhận danh tính của các
thực thể phải đảm bảo
nꢀ Tính toàn vẹn
oꢀ Chống mạo danh
Giao thức Needham-Schroeder
oꢀ 1978, Needham và Schroeder phát minh
giao thức xác thực trên mạng máy tính
không an toàn
nꢀ Chứng minh nhận dạng của các thực thể trao đổi
thông tin
nꢀ Ngăn chặn nghe lén, thay đổi thông tin
oꢀ Ứng dụng
nꢀ Xác thực trong mô hình Client-Server: Kerberos
oꢀ 2 loại giao thức
nꢀ Khóa đối xứng
nꢀ Khóa công khai
Needham-Schroeder khóa đối xứng
oꢀ Alice (A) muốn trao đổi thông tin với
Bob (B)
oꢀ Alice và Bob cùng tin tưởng một
Server (S) trung gian
nꢀ Kas khóa đối xứng giữa A va S
nꢀ Kbs khóa đối xứng giữa B va S
nꢀ Na và Nb là các “nonce”
nꢀ Kab là khóa đối xứng giữa A và B
Needham-Schroeder khóa đối xứng
1.ꢀ A gửi thông tin của mình và B cho S
oꢀ A -> S: A,B,Na
2.ꢀ S gửi khóa Kab cho A, thông tin được mã hóa
oꢀ S -> A: {Na,Kab,B,{Kab,A}_Kbs}_Kas
3.ꢀ A gửi khóa Kab cho Bob, thông tin được mã hóa
oꢀ A -> B: {Kab,A}_Kbs
4.ꢀ B trả lời A đã nhận được khóa Kab, thông tin được mã
hóa
oꢀ B -> A: {Nb}_Kab
5.ꢀ A báo B rằng A sẵn sàng và đang giữ khóa Kab,
thông tin được mã hóa
oꢀ A -> B: {Nb-1}_Kab
Tải về để xem bản đầy đủ
26 trang
21740
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng An toàn Hệ thống Thông tin - Bài: Mật mã & Ứng dụng - Chủ đề: Giao thức mật mã - Trần Đức Khánh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_an_toan_he_thong_thong_tin_bai_mat_ma_ung_dung_chu.pdf
