Bài giảng Lý thuyết mật mã - Chương 2: Mật mã khóa đối xứng - Đỗ Trọng Tuấn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ HÀNG KHÔNG VŨ TRỤ
Môn học:
LÝ THUYẾT MẬT MÃ
Giảng viên: PGS.TS Đỗ Trọng Tuấn
Email: [email protected]
3/21/2016
1
Mục tiêu học phần
Cung cấp kiến thức cơ bản về mật mã đảm bảo an toàn và bảo mật
thông tin:
Các phương pháp mật mã khóa đối xứng; Phương pháp mật mã
khóa công khai;
Các hệ mật dòng và vấn đề tạo dãy giả ngẫu nhiên;
Lược đồ chữ ký số Elgamal và chuẩn chữ ký số ECDSA;
Độ phức tạp xử lý và độ phức tạp dữ liệu của một tấn công cụ thể
vào hệ thống mật mã;
Đặc trưng an toàn của phương thức mã hóa;
Thám mã tuyến tính, thám mã vi sai và các vấn đề về xây dựng hệ
mã bảo mật cho các ứng dụng.
2
Nội Dung
1. Chương 1. Tổng quan
2. Chương 2. Mật mã khóa đối xứng
3. Chương 3. Mật mã khóa công khai
4. Chương 4. Hàm băm và chữ ký số
5. Chương 5. Dãy giả ngẫu nhiên và hệ mật dòng
6. Chương 6. Kỹ thuật quản lý khóa
3/21/2016
3
Tài liệu tham khảo
1. A. J. Menezes, P. C. Van Oorschot, S. A. Vanstone, Handbook
of applied cryptography, CRC Press 1998.
2. B. Schneier, Applied Cryptography. John Wiley Press 1996.
3. M. R. A. Huth, Secure Communicating Systems, Cambridge
University Press 2001.
4. W. Stallings, Network Security Essentials, Applications and
Standards, Prentice Hall. 2000.
4
Nhiệm vụ của Sinh viên
1. Chấp hành nội quy lớp học
2. Thực hiện đầy đủ bài tập
3. Nắm vững ngôn ngữ lập trình Matlab
5
Chương 2. Mật mã khóa đối xứng
2.1. Giới thiệu sơ lược mật mã khóa đối xứng cổ điển
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng cổ điển
2.3. Sơ lược hệ mật mã dòng và hệ mật mã khối
6
2.1. Giới thiệu sơ lược hệ mật mã khóa
đối xứng cổ điển
Figure shows the general idea behind a symmetric-key cipher. The original message
from Alice to Bob is called plaintext; the message that is sent through the channel is
called the ciphertext. To create the ciphertext from the plaintext, Alice uses an
encryption algorithm and a shared secret key. To create the plaintext from ciphertext,
Bob uses a decryption algorithm and the same secret key.
7
2.1. Giới thiệu sơ lược hệ mật mã khóa
đối xứng cổ điển
• Based on Kirchhoff's principle, one should always assume
that the adversary, Eve, knows the encryption/decryption
algorithm. The resistance of the cipher to attack must be based
only on the secrecy of the key.
Locking and unlocking with the same key
8
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
2.2.1. Hệ mật mã khóa đối xứng thay thế
• Đây là hệ mật mã thay thế một ký tự này thành một
ký tự khác.
• Phân loại:
– Mật mã thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
– Mật mã thay thế đa ký tự - polyalphabetic
A substitution cipher replaces one symbol
with another.
9
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
In monoalphabetic substitution, the
relationship between a symbol in the
plaintext to a symbol in the cipher text is
always one-to-one.
10
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
• The simplest monoalphabetic cipher is the additive
cipher. This cipher is sometimes called a shift cipher
and sometimes a Caesar cipher, but the term additive
cipher better reveals its mathematical nature.
Plaintext and ciphertext in Z26
11
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
12
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
• Ví dụ 1: Hãy sử dụng mã cộng để mã hóa chữ hello với khóa
K = 15.
Additive cipher
Ciphertext: WTAAD
Plaintext: hello
13
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
• Ví dụ 2: Hãy sử dụng mã cộng để giải mã chữ WTAAD với
khóa K = 15.
Additive cipher
Ciphertext: hello
Plaintext: WTAAD
14
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
• Historically, additive ciphers are called shift ciphers.
Julius Caesar used an additive cipher to communicate
with his officers. For this reason, additive ciphers are
sometimes referred to as the Caesar cipher. Caesar
used a key of 3 for his communications.
Additive ciphers are sometimes referred
to as shift ciphers or Caesar cipher.
15
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
• Ví dụ 3: Hacker lấy được đoạn mã “UVACLYFZLJBYL”, khi
đó anh ta làm thế nào để giải mã được đoạn mã đó??
• He tries keys from 1 to 25. With a key of 7, the plaintext is
“not very secure”, which makes sense
16
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
17
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
• Ví dụ: Hacker lấy được đoạn mã
• Số lần xuất hiện chữ cái I = 14 là nhiều nhất, do đó I tương
ứng với chữ e tức là đã dịch đi 4 đơn vị hay K = 4, từ đó ta có
18
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
Multiplicative Ciphers
In a multiplicative cipher, the plaintext
and ciphertext are integers in Z26; the
key is an integer in Z26*.
19
2.2. Một số hệ mật mã khóa đối xứng
cổ điển
a. Hệ mật thay thế đơn ký tự - monoalphabetic
• Ví dụ 4: What is the key domain for any multiplicative cipher?
Tập các thặng dư thu gọn theo ꢀꢁꢂ ꢃ được định nghĩa là
tập ꢄ∗ꢅ = {ꢆ ∈ ꢄꢅ: gcd(ꢆ , ꢃ) = 1} , tức ꢄ∗ꢅ là tập con
của ꢄꢅ bao gồm tất cả các phần tử nguyên tố với ꢃ
The key needs to be in Z26*. This set has only 12
members: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 17, 19, 21, 23, 25.
20
Tải về để xem bản đầy đủ
87 trang
20140
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Lý thuyết mật mã - Chương 2: Mật mã khóa đối xứng - Đỗ Trọng Tuấn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_ly_thuyet_mat_ma_chuong_2_mat_ma_khoa_doi_xung_do.pdf
