Báo cáo bài tập lớn an toàn bảo mật thông tin

An toànvà xác thực dữ liệu
HỌC VIỆN NGÂN HÀNG
KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: AN TOÀN VÀ BẢO MẬT THÔNG TIN
CHỦ ĐỀ 6: AN TOÀN VÀ XÁC THỰC
DỮ LIỆU
Nhóm 2 Page 1
An toànvà xác thực dữ liệu
Hà Nội, năm 2013
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay internet cùng với các dịch vụ phong phú của nó có khả năng cung cấp
cho con người các phương tiện hết sức thuận tiện để trao đổi, tổ chức, tìm kiếm và
cung cấp thông tin. Tuy nhiên, cũng như các phương thức truyền thống việc trao đổi,
cung cấp thông tin điện tử trong nhiều lĩnh vực đòi hỏi tính bí mật, tính toàn vẹn, tính
xác thực cũng như trách nhiệm về các thông tin được trao đổi. Bên cạnh đó, tốc độ xử
lý của máy tính ngày càng được nâng cao, do đó cùng với sự trợ giúp của các máy tính
tốc độ cao, khả năng tấn công các hệ thống thông tin có độ bảo mật kém rất dễ xảy ra.
Chính vì vậy người ta không ngừng nghiên cứu các vấn đề bảo mật và an toàn thông
tin để đảm bảo cho các hệ thống thông tin hoạt động an toàn. Cho đến ngày nay với sự
phát triển của công nghệ mã hóa phi đối xứng, người ta đã nghiên cứu và đưa ra nhiều
kỹ thuật, nhiều mô hình cho phép chúng ta áp dụng xây dựng các ứng dụng đòi hỏi
tính an toàn thông tin cao.
Việc đòi hỏi an toàn trong giao dịch cũng như trao đổi thông điệp được đặt lên
hàng đầu vì vậy việc xác thực thông điệp là một vấn đề rất quan trọng trong các giao
dịch hiện nay, đặc biệt là trong giao dịch trực tuyến. Khi nhận được một thông điệp
như thư, hợp đồng, đề nghị… vấn đề đặt ra là làm sao để xác định được đúng đối tác
giao dịch.
I. BẢO TOÀN DỮ LIỆU

1. Tổng quan về bảo toàn dữ liệu
1.1. Bài toán “bảo toàn dữ liệu” hay “bảo đảm toàn vẹn dữ liệu”
Tình huống chung: Bạn A cần chuyển 1 tập tin T đến bạn B trên mạng công
khai. Bạn B nhận được tài liệu T’ ghi rõ địa chỉ của bạn A.
Bài toán 1: Bài toán “bảo toàn dữ liệu”
Nhóm 2 Page 2
An toànvà xác thực dữ liệu
Kiểm tra để chứng minh tài liệu T’ mà B nhận được (ghi địa chỉ của A), chính là
tài liệu T ban đầu mà A gửi đi.
Yêu cầu: Chứng minh T’ ≡ T (chưa quan tâm đến nguồn gốc tập tin)
Câu hỏi: Hiện nay có các phương pháp nào để kiểm tra T’ ≡ T ?
Điều đó có nghĩa là trên đường truyền tin, nếu có kẻ gian nắm được tập tin T và
thay đổi tập tin đó thì:
- 1: Người nhận B phát hiện ra được sự thay đổi nội dung đó.
- 2: Người gửi A không cho phép kẻ gian thay đổi nội dung của tập tin T.
Bài toán 2: Bài toán “xác thực nguồn gốc dữ liệu”
Kiểm tra để chứng minh rằng tài liệu T’ (ghi địa chỉ của A) đúng là do A gửi
(chưa quan tâm đến trường hợp liệu T’ ≡ T hay không).
Câu hỏi: Hiện nay có các phương pháp nào để kiểm tra nguồn gốc của tập tin T’?
1.2. Các phương pháp bảo toàn dữ liệu
1.2.1. Dùng mã hóa hay giấu tin để bảo toàn dữ liệu
Phương pháp mã hóa hay giấu tin dùng để che giấu tài liệu T mà A gửi đi để kẻ
gian không biết đó là tệp tin mang tài liệu hoặc nếu kẻ gian có chặn bắt được tài liệu T
thì cũng khó có thể giải mã được nó, do đó khó có thể thay đổi được nội dung của tập
tin T.
Nhóm 2 Page 3
An toànvà xác thực dữ liệu
Hình 1: Mã hóa hay giấu tin trong bảo toàn dữ liệu
Bên cạnh đó, ta cũng có thể giấu tin bằng cách giấu tài liệu T trong 1 tài liệu khác
rồi gửi đi, nếu kể gian chặn bắt được tệp tài liệu này cũng khó có thể tách được tài liệu

T ra khỏi tập tài liệu gốc chứa nó.
Nhưng nếu giả sử kẻ gian khi bắt chặn được tài liệu T, thay đổi nội dung của T
rồi gửi đi thì người nhận B không phát hiện được sự thay đổi đó.
Nhận xét: Dùng phương pháp mã hóa hay giấu tin để bảo toàn dữ liệu chỉ thực
hiện được trường hợp 2 của bảo toàn dữ liệu, tức là không cho phép kẻ gian thay đổi
nội dung của tài liệu T; nhưng lại không thực hiện được khả năng 1 đó là người nhận B
không phát hiện được sự thay đổi nội dung của tài liệu T nếu tài liệu T bị thay đổi.
1.2.2. Dùng “chữ ký số” để bảo toàn dữ liệu
Từ xa xưa con người đã biết dùng chữ ký tay để chứng minh nguồn gốc tài liệu
của mình khi gửi đi. Ngày nay, với sự xuất hiện của chữ ký số, ngoài ý nghĩa để chứng
thực nguồn gốc hay hiệu lực của các tài liệu số hóa, chữ ký số còn giúp người gửi bảo
toàn dữ liệu của mình.
Nếu dùng chữ ký số để bảo toàn dữ liệu T thì người gửi A phải gửi cả tài liệu T
và chữ ký A’ của A cho người nhận B. Như vậy người nhận B sẽ nhận được tài liệu là 1
cặp tin (tài liệu + chữ ký ) = (T + A’), A’ = Sig(A’). Nếu kẻ gian chặn bắt được T, họ có
Nhóm 2 Page 4
An toànvà xác thực dữ liệu
thể thay đổi nội dung tài liệu T, thay đổi chữ ký và gửi cho B, nhưng khi nhận được tài
liệu, B có thể phát hiện ra tài liệu T đã bị thay đổi.
Hình 2: Chữ ký số trong bảo toàn dữ liệu
Nhận xét: Dùng chữ ký số để bảo toàn dữ liệu chỉ thực hiện được khả năng 1 là
người nhận B có thể phát hiện ra sự thay đổi nội dung của tài liệu T dựa vào chữ ký
của A; tuy nhiên, phương pháp này không thực hiện được khả năng 2, tức là kẻ gian có
thể thay đổi được nội dung của tài liệu T.
1.2.3. Dùng “thủy vân ký” để bảo toàn dữ liệu
Thủy vân ký hay còn gọi là thủy vân số là quá trình sử dụng các thông tin (ảnh,
chuỗi bít, chuỗi số) nhúng một cách tinh vi vào dữ liệu số (ảnh số, audio, video hay tài
liệu văn bản) nhằm bảo toàn dữ liệu hay xác định thông tin bản quyền của tài liệu số
khi gửi đi. Thủy vân số được chia thành 2 loại theo mức độ an toàn ứng với thuật toán
sử dụng là: Thủy vân dễ vỡ và thủy vân bền vững. Trong thực tế người ta thường dùng

thủy vân bền vững cùng thuật toán phức tạp hơn để độ bảo mật cao hơn.
Nhóm 2 Page 5
An toànvà xác thực dữ liệu
Nhóm 2 Page 6
An toànvà xác thực dữ liệu
Hình 3: Kỹ thuật thủy vân số để bảo toàn dữ liệu
Đặc điểm của kỹ thuật thủy vân số là:
- Tính bền vững: Chất lượng của thuật toán phụ thuộc vào tính bền vững của thủy vân.
Đặc biệt đối với thủy vân bền vững, yêu cầu quan trọng là thủy vân không bị thay đổi
sau một số phép xử lý trên đối tượng được nhúng. Đối với ảnh số, các phép xử lý này
có thể là phép nén thông tin, lọc, tính tiến, quay, làm sắc ảnh, xén ảnh,…
- Tính vô hình: Đối với thủy vân ẩn thì mọi thuật toán đều cố gắng nhúng thủy vân sao
cho chúng không bị phát hiện bởi người sử dụng. Thông thường đối với một thuât toán
nếu tính bền vững cao thì tính vô hình kém và ngược lại, do đó cần có sự cân nhắc
giữa tính bền vững và tính vô hình để đảm bảo thủy vân đạt được cả tính bền vững
cũng như tính vô hình.
- Tính bảo mật: Bảo mật đối với khóa, thủy vân sao cho nếu một ai đó không có quyền
thì không thể dò được thủy vân và tài liệu.
Dựa vào đặc điểm của thủy vân số mà người ta đã ứng dụng thủy vân số trong
việc chứng minh bản quyền của tài liệu và bảo toàn dữ liệu.
Nếu dùng thủy vân ký để bảo toàn dữ liệu cho tài liệu T thì người gửi A phải cho
ẩn giấu vào tài liệu T một dấu hiệu đặc trưng của mình (giả sử dấu hiệu A’), biến T
thành T1(trong đó, T1 chứa T và dấu hiệu mà A’ đã ẩn vào đó).
Sau khi biến T thành T1 như trên, người gửi A sẽ chuyển T1 cho người nhận B
thông qua mạng công khai. Khi B nhận được T1, B sẽ tiến hành tách A’ ra khỏi T1 và
nhận lấy tài liệu gốc là T ban đầu.
Giả sử kẻ gian bắt chặn được T1 nhưng sẽ không biết được nội dung của tài liệu
gốc T. Nếu kẻ gian cố gắng tìm kiếm T bằng cách cố gắng tách 1 dấu hiệu nào đó ra
khỏi tài liệu T1 thì khi người nhận B nhận được tài liệu sẽ không còn là T1 nữa mà là
T2, B sẽ tiến hành tách A’ ra khỏi T2 nhưng không tách được vì T2 # T1. Do đó, người

nhận B sẽ nhận ra sự thay đổi nội dung của tập tin T.
Nhận xét: Dùng thủy vân ký để bảo toàn dữ liệu chỉ thực hiện được khả năng 1 là
người nhận B phát hiện ra sự thay đổi của tập tin nhưng không thực hiện được khả
năng 2 là vì kẻ gian vẫn thay đổi được nội dung của tập tin.
1.2.4. Dùng “hàm băm” để bảo toàn dữ liệu
Hàm băm h là hàm 1 chiều (One – way Hash) và có đặc điểm sau:
• Với tài liệu đầu vào (bản tin gốc) T, chỉ thu được giá trị băm duy nhất z = h(T)
Nhóm 2 Page 7
An toànvà xác thực dữ liệu
• Nếu dữ liệu trong bản tin T bị thay đổi hay bị thay hoàn toàn thành bản tin T1, thì giá
trị băm h(T1) # h(T).
Cho dù chỉ là 1 sự thay đổi nhỏ, ví dụ chỉ thay đổi 1 bit dữ liệu bản tin gốc T thì
giá trị băm h(T) của nó cũng thay đổi. Điều này cõ nghĩa là: 2 thông điệp khác nhau,
thì giá trị băm của chúng cũng khác nhau. Dựa vào đặc điểm này của hàm băm, ta tiến
hành bảo toàn dữ liệu như sau:
Người gửi A phải chuyển T và cả giá trị băm trên T là x cho B. Người nhận B sẽ
nhận được cặp tin là (tài liệu, giá trị băm trên T) = (T, x), x = h(T)
Người nhận B sẽ băm lại tài liệu T và nhận được giá trị băm là x’. Sau khi băm
xong, ta sẽ tiến hành kiểm tra, nếu x’ # x thì chắc chắn là x đã bị thay đổi trên đường
truyền tin, nếu x’ = x thì x được bảo toàn trên đường truyền. Dựa vào sự so sánh này B
có thể biết được nội dung tập tin có bị thay đổi hay không.
Nhận xét: Dùng hàm băm để bảo toàn dữ liệu chỉ thực hiện được khả năng 1 tức
là B có thể phát hiện ra sự thay đổi của tài liệu T nhưng không thực hiện được khả
năng 2 vì kẻ gian có thể thay đổi được nội dung tài liệu.
2. Bảo toàn dữ lịêu bằng kết hợp các phương pháp
2.1. Kết hợp Mã hóa hay Giấu tin với ký số hay thủy vân ký.
Trong mục trước ta đã biết rằng mỗi công cụ có mặt mạnh và mặt yếu.
Kết hợp các công cụ lại, sẽ nhận được các mặt mạnh của chúng, cụ thể như sau:
Nhóm 2 Page 8
An toànvà xác thực dữ liệu

- Phương pháp mã hóa hay giấu tin chỉ thực hiện được khả năng 2/ của bảo toàn dữ liệu
x, tức là không cho phép kẻ gian thay đổi nội dung của x! Nhưng không thực hiện
được khả năng 1/, tức là người nhận N không phát hiện được sự thay đổi nội dung
của x.
- Ngược lại, phương pháp ký số hay thủy vân ký chỉ thực hiện được khả năng 1/ của
bảo toàn dữ liệu x, tức là có thể phát hiện được sự thay đổi nội dung của x ! Nhưng
không thực hiện được khả năng 2/, tức là kẻ gian vẫn có thể thay đổi được nội dung
của x.
Kết hợp hai phương pháp trên, sẽ có được phương pháp thực hiện được cả khả
năng 1/ và khả năng 2/ của việc bảo toàn dữ liệu x.
(1/ N có thể phát hiện được sự thay đổi nội dung của x )
(2/ G có thể không cho phép kẻ gian thay đổi nội dung của x)
2.1.1. Kết hợp Mã hóa và Ký số:
Người gửi G cần chuyển tài liệu x tới người nhận N trên mạng công khai. Nếu
dùng “chữ ký số” để bảo toàn x, thì G phải chuyển x và cả chữ ký trên x là z cho N.
Trước khi gửi cặp tin T= (tài liệu, chữ ký) = (x, z), (z = Sig (x)), G mã hóa T, sau đó
mới gửi cho N.
2.1.2. Kết hợp Mã hóa với thủy vân ký:
Nếu dùng “thủy vân ký” để bảo toàn x, thì G phải cho “ẩn giấu” vào x một
“dấu hiệu đặc trưng” C của mình, như vậy x đã trở thành x’ (vật mang tin C) Sau đó
G mã hóa x’ rồi mới gửi cho N qua mạng.
2.1.3. Kết hợp Giấu tin với kí số:
Người gửi G cần chuyển tài liệu x tới người nhận N trên mạng công khai. Nếu
dùng “chữ ký số” để bảo toàn x, thì G phải chuyển x và cả chữ ký trên x là z cho N.
Trước khi gửi cặp tin T= (tài liệu, chữ ký) = (x, z), (z = Sig (x)), G giấu tin T rồi mới
gửi cho N.
Nhóm 2 Page 9
An toànvà xác thực dữ liệu
2.1.4 Kết hợp Giấu tin với thủy vân ký:
Nếu dùng “thủy vân ký” để bảo toàn x, thì G phải cho “ẩn giấu” vào x một

“dấu hiệu đặc trưng” C của mình, như vậy x đã trở thành x’ (vật mang tin C) Sau đó
G giấu tin x’ rồi mới gửi cho N qua mạng.
2.2. Kết hợp Mã hóa hay Giấu tin với Hàm băm.
- Phương pháp mã hóa hay giấu tin chỉ thực hiện được khả năng 2/ của bảo toàn
dữ liệu x, tức là không cho phép kẻ gian thay đổi nội dung của x !
Nhưng không thực hiện được khả năng 1/, tức là người nhận N không phát hiện
được sự thay đổi nội dung của x.
- Ngược lại, phương pháp hàm băm chỉ thực hiện được khả năng 1/ của bảo toàn dữ liệu
x, tức là có thể phát hiện được sự thay đổi nội dung của x !
Nhưng không thực hiện được khả năng 2/, tức là kẻ gian vẫn có thể thay đổi
được nội dung của x.
Kết hợp hai phương pháp trên, sẽ có được phương pháp thực hiện được cả
khả năng 1/ và khả năng 2/ của việc bảo toàn dữ liệu x.

2.2.1 Kết hợp Mã hóa với hàm băm:
Người gửi G cần chuyển tài liệu x tới người nhận N trên mạng công khai.
Nếu dùng “hàm băm” để bảo toàn x, thì G phải chuyển x và cả giá trị băm của x
là z cho N. Trước khi gửi cặp tin T= (tài liệu, đại diện TL) = (x, z), z = h(x), G mã
hóa T, sau đó mới gửi cho N.
2.2.2. Kết hợp Giấu tin với hàm băm.
Người gửi G cần chuyển tài liệu x tới người nhận N trên mạng công khai. Nếu
dùng “hàm băm” để bảo toàn x, thì G phải chuyển x và cả giá trị băm của x là z cho
N. Trước khi gửi cặp tin T= (tài liệu, đại diện TL) = (x, z), z = h(x), G giấu tin T, sau
đó mới gửi cho N.
Nhóm 2 Page 10
An toànvà xác thực dữ liệu
3. Ứng dụng trong thực tế về bảo toàn dữ liệu
Bảo toàn thông tin luôn là vấn đề được ưu tiên hàng đầu với những người dùng
internet hiện nay. Vì vậy có rất nhiều ứng dụng ra đời không ngoài mục đích đó.
Sau đây là 1 vài ứng dụng đang được sử dụng, áp dụng các phương pháp bảo

toàn dữ liệu ở trên:
- Securing Email
- Authentication System
- Secure E-commerce
- Virtual Private Network
- Wireless Encryption
- PGP
3.1.Tìm hiểu về Securing Email
Để đảm bảo an toàn thông qua việc trao đổi thư điện tử hàng ngày, tiện ích
Secure Gmail sẽ giúp người dùng mã hóa thông tin gửi đi trong email giúp cho độ bảo
mật được tăng cường hơn.
Bằng cách thức mã hóa thông tin gửi đi thành dạng văn bản bất kì, những thông
tin được gửi đi khó lòng theo dõi được nếu như không có mật khẩu của người gửi cũng
như ứng dụng giải mã.
Tuy nhiên, việc gửi email mã hóa cũng có một vài nhược điểm cần nhắc tới đó là
yêu cầu về trình duyệt cũng như những đoạn email mã hóa dễ bị liệt vào danh sách
spam nếu như gửi cho nhiều người.
Cách thức thực hiện những email mã hóa này rất đơn giản, trước hết bạn chỉ cần
tải về ứng dụng Secure Gmail by Streak (lưu ý phải sử dụng trình duyệt Chrome để
thực hiện thao tác này).
Sau khi cài đặt xong tiện ích mở rộng, ở phần gửi email đi sẽ xuất hiện thêm hình
ổ khóa bên cạnh nút gửi email. Click vào ổ khóa để gửi đi email mạng mã hóa sau đó
nhập nội dung như bình thường.
Biểu tượng ổ khóa sẽ xuất hiện bên tay phải nút soạn email mới.
Nhóm 2 Page 11
An toànvà xác thực dữ liệu
Sau khi nhập xong thông tin, ấn vào Send Encrypted để gửi đi email dưới dạng
mã hóa.
Sau khi click nút gửi đi, một cửa sổ mới sẽ xuất hiện yêu cầu người dùng nhập
mật khẩu để giải mã đoạn thông tin gửi đi.

Người gửi có thể gợi ý cho người nhận mật khẩu điền vào, những gợi ý này sẽ giúp rút
ngắn công đoạn gửi mật khẩu đồng thời tạo sự bảo mật chặt chẽ hơn.
Người nhận sẽ nhận được một chuỗi kí tự ngẫu nhiên, và để giải mã đoạn kí tự
này, người nhận cũng cần cài đặt ứng dụng sau đó nhập mật khẩu giải mã để theo dõi
được đoạn thông tin gửi đi. Sau khi hoàn thành những bước trên, bạn đã gửi thành
công một email mã hóa rất an toàn.
Nhóm 2 Page 12
An toànvà xác thực dữ liệu
Đoạn thông tin người nhận nhìn thấy.
3.2. PGP
 Giới tiệu chung về PGP
Mã hóa PGP là một phần mềm máy tính dùng để mã hóa dữ liệu và xác thực.
PGP là phục vụ cho việc mã hóa thư điện tử, phần mềm mã nguồn mở .PGP hiện
nay đã trở thành một giải pháp mã hóa cho các công ty lớn, chính phủ cũng như
các cá nhân. Các ứng dụng của PGP được dùng để mã hóa bảo vệ thông tin lưu trữ
trên máy tính xách tay, máy tính để bàn, máy chủ và trong quá trình trao đổ email
hoặc chuyển file, chữ ký số…
 Hoạt động của PGP
PGP sử dụng kết hợp mật mã hóa khóa công khai và thuật toán khóa đối xứng
cộng thêm với hệ thống xác lập mối quan hệ giữa khóa công khai và chỉ danh
người dùng (ID). PGP sử dụng thuật toán mã hóa khóa bất đối xứng.
Trong hệ thống này, người sử dụng đầu tiên phải có một cặp khóa: Khóa công
khai và khóa bí mật. Người gửi sử dụng khóa công khai của người nhận để mã
Nhóm 2 Page 13
An toànvà xác thực dữ liệu
hóa một khóa chung (còn được gọi là khóa phiên) dùng trong các thuật toán mật
mã hóa khóa đối xứng. Khóa phiên này chính là chìa khóa để mật mã hóa các
thông tin gửi qua lại trong các phiên giao dịch. Có rất là nhiều khóa công khai
của những người sử dụng PGP được lưu trữ trên mác máy chủ khóa PGP trên
khắp thế giới. Một điều vô cùng quan trọng nữa là để phát hiện thông điệp có bị

thay đổi hoặc giả mạo người gửi. Để thực hiện mục tiêu trên thì người gửi phải
ký văn bản với thuật toán RSA hoặc DSA. Đầu tiên, PGP tính giá trị hàm băm
của thông điệp rồi tạo ra chữ ký số với khóa bí mật của người gửi. Khi nhận được
văn bản, người nhận tính lại giá trị hàm băm của văn bản đó đồng thời giải mã
chữ ký số bằng khóa công khai của người gửi. Nếu hai giá trị này giống nhau thì
có thể khẳng định là văn bản chưa bị thay đổi kể từ khi gửi và người gửi đúng là
người sở hữu khóa bí mật tương ứng.
Trong quá trình mã hóa cũng như kiểm tra chữ ký, một điều vô cùng quan trọng
là khóa công khai được sử dụng thực sự thuộc về người được cho là sở hữu của
nó. Nếu chỉ đơn giản download một khóa công khai từ đâu đó sẽ không đảm bảo
được điều này. PGP thực hiện việc phân phối khóa thông qua thực chứng số được
tạo nên bởi những kỹ thuật mật mã sao cho việc sửa đổi có thể dễ dàng bị phát
hiện. Tuy nhiên chỉ điều này thôi thì vẫn chưa đủ vì nó chỉ ngăn chặn được việc
sửa đổi sau khi chứng thực được tạo ra. Người dùng còn cần phải trang bị khả
năng xem xét khóa công khai có thực sự thuộc về người chủ sở hữu hay không.
Từ phiên bản đầu tiên. PGP đã có một cơ chế hỗ trợ điều này được gọi là mạng
lưới tín nhiệm.
Mỗi khóa công khai đều có thể được một bên thứ 3 xác nhận. OpenPGP cung
cấp các chữ ký tin cậy có thể được sử dụng để tạo ra các nhà cung cấp chứng
thực số (CA). Một chữ ký tin cậy có thể chứng tỏ rằng một khóa thực sự thuộc về
một người sử dụng và người đó đáng tin cậy để ký xác nhận một khóa của mức
thấp hơn. Một chữ ký có mức 0 tương đương với chữ ký trong mô hình mạng
lưới tín nhiệm. Chữ ký ở mức 1 tương đương với chữ ký của một CA vì nó có
khả năng xác nhận cho một số lượng không hạn chế chữ ký mức 0. Chữ ký ở
mức 2 tương tự như chữ ký trong danh sách các CA mặc định trong Internet
Explorer; nó cho phép người chủ tạo ra các CA khác PGP cũng được thiết kế với
khả năng hủy bỏ hoặc thu hồi các chứng thực có khả năng đã bị vô hiệu hóa.
Điều này tương đương với danh sách thực chứng bị thu hồi của mô hình hạ tầng
Nhóm 2 Page 14
An toànvà xác thực dữ liệu

khóa công khai. Các phiên bản PGP gần đây cũng hỗ trợ tính năng hạn của thực
chứng.
II. ĐẢM BẢO XÁC THỰC
Khái niệm xác thực:
- Theo nghĩa thông thường: xác thực là mọt chứng thực một cái gì đó(hoặc một
người nào đó) đáng tin cậy, có nghĩa là những lời khai báo do người đó đưa ra hoặc về
vật đó là sự thật.
- Xác thực điện tử: xác thực trong an ninh máy tính là một quy trình nhằm cố
gắng xác minh nhận dạng số (digital identity) của phần truyền gửi thông tin trong giao
thông liên lạc chẳng hạn như một yêu cầu đăng nhập. Phần gửi cần phải xác thực có
thể là một người dùng một máy tính, bản thân một máy tính hoặc một chương trình
máy tính. Việc xác thực là một cách để đảm bảo rằng người dùng chính là người mà họ
nó họ là ai và người dùng hiện đang thi hành những chức năng trong một hệ thống và
trên thực tế đó là nhười được ủy quyền để làm những việc đó.
1. Phân loại xác thực dữ liệu:
 Cách 1: Phân loại theo đối tượng cần xác thực: có hai loại đối tượng chính: dữ
liệu và thực thể.
Nhóm 2 Page 15
An toànvà xác thực dữ liệu
- Xác thực dữ liệu: xác thực dẽ liệu là một kiểu xác thực đảm bảo một thực thể
được chứng thực là nguồn gốc tạo ra dữ liệu này ở một thời điểm nào đó, đảm bảo tính
toàn vẹn dữ liệu. Ví dụ như văn bản, hình ảnh, âm thanh…. Bao gồm:
+ Xác thực thông điệp (Message Authentication).
+ Xác thực giao dịch (Transaction Authentication).
+ Xác thực khóa (Key Authentication).
- Xác thực thực thể: xác thực thực thể là xác thực định danh của một đối tượng
tham gia vào giao thức truyền tin. Thực thể hay đối tượng có thể là người dùng, thiết
bị đầu cuối.
 Cách 2: Phân loại theo công việc cần xác thực:
+ Xác thực thông điệp (Message Authentication).

+ Xác thực giao dịch (Transaction Authentication).
+ Xác thực thực thể (Entity Authentication).
+ Xác thực khóa (Key Authentication).
 Cách 3: Phân loại theo đặc điểm xác thực:
+ Xác thực bảo đảm định danh nguồn gốc (Identification of Source).
+ Xác thực bảo đảm toàn vẹn dữ liệu (Data Integrity).
+ Xác thực bảo đảm tính duy nhất (Uniqueness).
+ Xác thực bảo đảm tính phù hợp về thời gian (Timeliness).
Tổng kết các loại xác thực:
Type of Authentication Identification of
Source
Data
Integrity
Timeliness or
Uniqueness
Message Authentication Yes Yes -
Transaction
Authentication
Yes Yes Yes
Entity Authentication Yes - Yes
Key Authentication Yes Yes -
2. Xác thực dữ liệu:
2.1. Xác thực thông điệp (Message Authentication):
Xác thực thông điệp hay xác thực tính nguyên bản của dữ liệu là một kiểu xác
thực đảm bảo một thực thể được chứng thực là nguồn gốc thực sự tạo ra dữ liệu này ở
một thời điểm nào đó.
Xác thực thông điệp bao hàm cả tính toàn vẹn dữ liệu nhưng không bảo đảm tính
duy nhất và phù hợp về thời gian của nó.
Nhóm 2 Page 16
An toànvà xác thực dữ liệu

2.2. Xác thực giao dịch (Transaction Authentication).
2.2.1 Khái niệm:
Xác thực giao dịch là Xác thực dữ liệu cộng thêm việc đảm bảo tính duy nhất
(Uniqueness) và sự phù hợp về thời gian (Timeliness) của nó.
Xác thực giao dịch liên quan đến việc sử dụng các tham số thời gian (TVB –
Time Variant Parameters).
Transaction Authentication = Message Authentication + TVB
Xác thực giao dịch mạnh hơn xác thực thông điệp do có thêm TVB.
2.2.2 Ví dụ:
Một thông điệp gửi đi có thể bị chặn lại và phát lại (tương tự như việc đổi tiền
bằng một bản sao của Séc). Để ngăn chặn tình huống này, người gửi và người nhận có
thể gắn vào thông điệp nhãn thời gian hoặc số thông điệp.
Số thông điệp là một con số được gắn vào thông điệp. Nó có thể chỉ dùng một
lần duy nhất, giá trị không lặp lại hoặc dùng dưới dạng dãy số tuần tự (Sequence
Numbers).
Thám mã không có cách nào để biết được các bit của số này nằm ở vj trí nào
trong thông điệp hoặc không thể biết cách thay đổi các bit để tạo ra dạng mã hóa cửa
số tiếp sau hoặc không thể biết cách thay đổi các bít này mà không làm gián đoạn việc
giải mã phần còn lại của thông báo. Số thông báo này khó có thể bị thay thế, thay đổi
hay giả mạo. Người nhận phải duy trì việc đếm các số thông báo đã nhận được. Nếu ha
người sử dụng một tập các số thì người nhận có thể biết được có thông báo nào trước
thông báo hiện thời đã bị mất hoặc bị chậm trể vì số được mã hóa của thông điệp hiện
thời phải lớn hơn số được mã hóa của thông báo trước.
Nếu người gửi có nhiều thông báo thì có thể số thông báo sẽ quá dài. Vì thế,
người ta thường đặt lại bộ đếm số thông báo trước khi nó đạt tờ giá trị lớn nào đó. Lúc
này tất cả bên thu phải được thông báo rằng số thông báo được gửi tiếp theo sẽ được
đặt lại về một số nhỏ (chẳng hạn 0).
Nhãn thời gian (TimeStamp) là dấu hiệu về thời gian và ngày tháng lấy từ đồng
hồ hệ thống hoặc đòng hồ địa phương. Bên gửi: gửi dữ liệu gắn TimeStamp đi. Bên
nhân: nhận được dữ liệu, tiến hành lấy TimeStamp tại thời điểm hiện thời, trừ đi

TimeStamp nhận được. Dữ liệu nhận được sẽ được chấp nhận nếu:
- Độ lệch giữa 2 TimeStamp nằm trong khoảng chấp nhận được.
- Không có thông báo nào có cùng TimeStamp được nhận trước đó từ cùng một người
gửi. Điều này được thực hiện bằng cách bên nhận lưu giữ danh sách các TimeStamp từ
người gửi để kiểm tra hoặc ghi lại TimeStamp gần nhất và chỉ chấp nhận TimeStamp
có giá trị lớn hơn.
Nhóm 2 Page 17
An toànvà xác thực dữ liệu
Như vậy, bên nhận phải đồng bộ và bảo mật về thời gian rất chặt che với bên gửi,
ngoài ra phải lưu trữ các TimeStamp.
2.3 Xác thực khóa (Key Authentication).
 Xác thực không tường minh khóa (Implicit Key Authentication): Một bên được đảm
bảo rằng chỉ có bên thứ hai (và có thể có thêm các bên tin cậy – Trusted Parties) là có
thể truy cập được khóa mật.
 Khẳng định (Xác nhận) khóa (Key Confirmation): Một bên được đảm bảo rằng bên
thứ hai chắc chắn đã sở dữu khóa mật.
 Xác thực tường minh khóa (Explicit Key Authentication): Bao gồm cả 2 yếu tố trên,
nó chứng tỏ được định danh của bên có khóa đã cho.
Chú ý:
- Xác thực khóa tập trung vào định danh bên thứ hai có thể truy cập khóa hơn là
giá trị của khóa. Khẳng định khóa lại tập trung vào giá trị của khóa. Ta gọi ngắn gọn
Explicit Key Authentication là Key Authentication
Nhóm 2 Page 18
An toànvà xác thực dữ liệu
- Xác thực dữ liệu đã bao gồm tính toàn vẹn dữ liệu. Ngược lại thì không.
+ Đảm bảo xác thực nguồn gốc dữ liệu thì phải đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu.
+ Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu thì phả đảm bảo xác thực nguồn gốc dữ liệu.
2.4. Xác thực nguồn gốc dữ liệu:
Công cụ sử dụng: dùng chữ ký số, hàm băm, thủy vân ký.
2.5. Xác thực bảo đảm toàn vẹn dữ liệu:

Công cụ được sử dụng: dùng chữ kỹ số, hàm băm, thủy vân ký, mã xác thực.
3. Xác thực thực thể
3.1 Khái niệm:
Xác thực thực thể (hay Định danh thực thể) là xác thực định danh của một đối
tượng tham gia giao thức truyền tin.
Thực thể hay đối tượng có thể là người dùng, thiết bị đầu cuối,
Tức là: Một thực thể được xác thực bằng định danh của nó đối với thực thể thứ
hai trong một giao thức, và bên thứ hai đã thực sự tham gia vào giao thức.
3.2 Phương pháp xác thực thực thể:
3.2.1 Xác thực dựa vào thực thể: Biết cái gì (Something known):
“Biết cái gì” được dùng trong Giao thức định danh, đó là cơ chế hỏi – đáp. Một
thực thể (Claimant) chứng tỏ định danh của nó đối với thực thể khác (Verifier) bằng
cách biểu lộ hiểu biết về một thông tin mật liên quan nào đó cho Verifier, mà không
bộc lộ bí mật của nó cho Verifier trong suốt giao thức.
Cơ chế đó gọi là “Chứng minh không tiết lộ thông tin”
Ví dụ:
- Trong hệ thống (mạng) máy tính, cách thức thường gặp là sử dụng LoginID
(Username)vàPassword.
- Định danh cá nhân (personal identification number - PIN)
3.2.1.1. Xác thực dựa trên User và Password
Sự kết hợp của tên người dùng và mật khẩu là cách xác thực cơ bản nhất. Với
kiểu xác thực này, chứng từ ủy nhiệm được đối chiếu với chứng từ được lưu trữ trong
Nhóm 2 Page 19
An toànvà xác thực dữ liệu
CSDL của hệ thống, nếu trùng khớp tên người dùng và mật khẩu thì người dùng được
xác thực và nếu không người dùng bị cấm truy cập.
Phương thức này không an toàn lắm vì chứng từ xác nhận người dùng được gửi
đi xác thực trong tình trạng "plain text", tức là không được mã hóa và có thể bị tóm
trên đường truyền.
3.2.1.2. Giao thức Chứng thực bắt tay thách thức – Challenge Handshake

Authentication Protocol (CHAP)
Giao thức chứng thực "Bắt tay thách thức" cũng là mô hình xác thực dựa trên
người dùng/ mật khẩu. Khi người dùng cô gắng đăng nhập, server đảm nhiệm vai trò
xác thực sẽ so sánh phiên bản xác thực người dùng được lưu trữ với phiên bản mã hóa
vừa nhận. Khác với giao thức PAP truyền pass dưới dạng clear text .Giao thức Chap
truyên một giá trị hash mà giá trị đầu vào là password và các trường khác. Để vượt qua
được thử thách thì giá trị hash sau khi tính toán của 2 bên phải giống nhau.
Nếu trùng khớp, người dùng sẽ được xác thực. Bản thân mật khẩu không bao giờ
được gửi qua mạng. Phương thức CHAP thường được sử dụng khi người dùng đăng
nhập cào các remote servers của công ty. Dữ liệu chứa mật khẩu được mã hóa gọi là
mật khẩu băm (hash password).
3.2.2 Xác thực dựa vào thực thể: Sở hữu cái gì (Something Possessed):
Ví dụ sở hữu khóa bí mật để lấy chữ ký điện tử
Ví dụ sở hữu thẻ từ (Magnetic-striped Card), thẻ tín dụng (Credit Card), thẻ
thông minh (Smart Card), chứng minh thư (ID Card), chứng chỉ an ninh (Security
token),
3.2.2.1 Phương pháp xác thực Kerberos (Kerberos authentication)
Phương pháp dùng một Server trung tâm để kiểm tra việc xác thực người dùng
và cấp phát thẻ thông hành (service tickets) để người dùng có thể truy cập vào tài
nguyên. Kerberos cũng dựa trên độ chính xác của thời gian thực giữa Sserver và máy
khách, do đó cần đảm bảo có một "time server" hoặc "authenticating servers" được
đồng bộ thời gian từ các "Internet time server". Kerberos là nền tảng xác thực chính
của nhiều hệ điều hành như Unix, Windows.
Nhóm 2 Page 20
An toànvà xác thực dữ liệu
3.3.3.2 Phương pháp xác thực Tokens:
Là phương tiện vật lý như các thẻ thông minh (smart card) hoặc thẻ đeo của nhân
viên (ID badges) chứa thông tin xác thực Tokens có thể lưu trữ số nhận dạng cá nhân –
personal identification numbers (PINs), thông tin về người dùng, hoặc mật khẩu.
Các thông tin trên Token chỉ có thể đọc và xử lý bởi các thiết bị đặc dụng, ví dụ

như thẻ smart card được đọc bởi đầu smart card gắn trên máy tính, sau đó thông tin
này được gửi đến "authenticating server". Token chứa chuỗi text hoặc giá trị số duy
nhất thông thường mỗi giá trị này chỉ sử dụng một lần.
Ví dụ về Smart Cards:
Smart cards là ví dụ điển hình về xác thực tokens (tokens – based authentication).
Một smart card là một thẻ nhựa có gắn một chip máy tính lưu trữ các loại thông tin
điện tử khác nhau. Nội dung thông tun của smart card được đọc bởi một thiết bị đặc
biệt.
3.2.3 Xác thực dựa vào thực thể: Thừa hưởng cái gì (Something Inherent):
Phương pháp Biometrics (phương pháp nhận dạng sinh trắc học)
Mô hình xác thực dựa trên đặc điểm sinh học của từng cá nhân:
+ Quét dấu vân tay (fingerprint scanner)
+ Quét võng mạc mắt (retinal scanner)
+ Nhận dạng giọng nói (voice-recognition)
+ Nhận dạng khuôn mặt (face-recognition)
Vì nhận dạng sinh trắc học rất tốn kém chi phí khi triển khai nên chưa được sử
dụng rộng rãi như các phương pháp xác thực khác.
Trong lịch sử, vết lăn tay là một phương pháp xác minh chính xác đáng tin nhất,
song trong những vụ kiện toàn án gần đây ở Mỹ và ở nhiều nơi khác, người ta đã có
nhiều nghi ngờ về dấu lăn tay. Những phương pháp sinh trác khác được coi là khả
quan hơn (quét võng mạc mắt và quét vết lăn tay là vài ví dụ), song có những bằng
chứng cỉ ra rằng những phương pháp này trên thực tế dễ bị giả mạo.
4. Ứng dụng xác thực điện tử tại Việt Nam
4.1. Hiện trạng và nhu cầu xác thực điện tử tại Việt Nam
4.1.1. Sự cần thiết triển khai NAS
Với sự ra đời của Luật Giao dịch điện tử, hoạt động giao dịch điện tử đã chính
thức được công nhận về mặt pháp lý tại Việt Nam. Đây là một cơ sở pháp lý quan
trọng cho phép triển khai các ứng dụng CNTT không chỉ giới hạn trong phạm vi một
Nhóm 2 Page 21
An toànvà xác thực dữ liệu

cơ quan, tổ chức riêng lẻ mà mở rộng, liên kết nhiều cơ quan tổ chức thông qua các
giao dịch điện tử. Điều này cũng đồng nghĩa với việc nâng cao cơ bản hiệu quả của
các hoạt động nghiệp vụ, kinh doanh, khả năng phục vụ nhân dân và doanh nghiệp.
Đảm bản an toàn thông tin cho các giao dịch điện tử là một trong các hạng mục
quan trọng để triển khai chính phủ điện tử, thương mại điện tử và các hoạt động phát
triển kinh tế-xã hội khác. Nhu cầu an toàn thông tin trong các giao dịch điện tử có các
mức khác nhau, trong đó xác thực định danh là một trong các yêu cầu cơ bản về an
toàn thông tin cho giao dịch điện tử. Phụ thuộc vào bản chất và tầm quan trọng của nội
dung giao dịch, các công nghệ bảo mật thông tin phù hợp sẽ được áp dụng. Các
chương trình xây dựng chính phủ điện tử và thương mại điện tử ở các nước tiên tiến
trên thế giới như Mỹ, Liên minh Châu Âu, Nhật bản, Ôxtrâylia, Hàn Quốc, Đài Loan,
Xinh-ga-po, Ma-lai-xi-a, Đài Loan đều bao gồm nội dung liên quan xác thực điện tử.
Với chức năng là cơ quan chủ trì thực hiện công tác quản lý nhà nước trong lĩnh
vực giao dịch điện tử như được quy định trong Luật Giao dịch điện tử, Bộ Thông tin
và Truyền thông đã tiến hành xây dựng nền móng cho cơ sở hạ tầng khóa công khai
(PKI) phục vụ mục đích công cộng. PKI là một công nghệ cho phép đảm bảo các yếu
tố bí mật, xác thực, nhất quán và không chối bỏ cho các giao dịch điện tử. PKI phù
hợp với các giao dịch có giá trị cao, đòi hỏi đồng thời các yếu tố về an toàn thông tin
nói trên. Tuy nhiên, trong thực tế, một số dạng giao dịch không cần tất cả các yếu tố
bảo mật này, trong đó yêu cầu chủ yếu là xác thực để hệ thống cung cấp dịch vụ nhận
biết được định danh của người sử dụng dịch vụ. Vì vậy, ngoài PKI cần triển khai các
công nghệ phù hợp khác được lựa chọn dựa trên mức độ bảo mật, tốc độ xử lý và giá
thành,…để đáp ứng các nhu cầu xác thực này. Phương thức kết hợp một số công nghệ
an toàn thông tin phục vụ cho các dạng giao dịch đặc thù là xu thế chung ở các nước
tiên tiến về CNTT trên thế giới.
Các cơ quan nhà nước khi triển khai các dịch vụ công trên các trang thông tin
điện tử cũng có thể tiến hành xây dựng các cơ chế xác thực riêng cho hệ thống của
mình. Phương án triển khai riêng rẽ này có một số điểm không hiệu quả như:
Do chi phí để quản lý ID của người dùng cuối là cao nên đầu tư riêng rẽ cho từng
trang thông tin điện tử sẽ dẫn đến lãng phí, không thống nhất về công nghệ, không

thuận tiện cho người sử dụng và khó khăn khi cần kiểm soát, nâng cấp mức độ an toàn
an ninh thông tin.
Nhóm 2 Page 22
An toànvà xác thực dữ liệu
Hiện nay, các cơ quan nhà nước khi triển khai các dịch vụ công đang tiến hành
xây dựng các cơ chế xác thực riêng cho hệ thống của mình. Do chi phí để quản lý ID
của người dùng cuối là rất cao, việc triển khai riêng rẽ trên dẫn đến lãng phí đầu tư,
không thống nhất về công nghệ, không thuận tiện cho người sử dụng và ngoài ra còn
gây ra một số khó khăn khi cần kiểm soát, nâng cấp mức độ an toàn an ninh thông tin.
Qua nghiên cứu cũng như tham khảo kinh nghiệm của nước ngoài có thể thấy đối
với nhiều cơ quan nhà nước, mức độ yêu cầu xác thực người dùng cuối đối với dịch vụ
công trực tuyến được các cơ quan này cung cấp là như nhau. Vì vậy, đầu tư xây dựng
hệ thống xác thực chung thống nhất cho các dịch vụ công trực tuyến dạng này sẽ hiệu
quả về kinh phí và quản lý công nghệ, thuận tiên cho người dùng cuối và qua đó góp
phần thúc đẩy việc phát triển giao dịch điện tử giữa các cơ quan nhà nước với người
dân và cộng đồng doanh nghiệp, qua đó nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân,
phát triển kinh tế xã hội.
4.1.2. Hiện trạng xác thực điện tử ở Việt Nam
Theo Luật Công nghệ thông tin và Nghị định về ứng dụng CNTT trong các cơ quan
nhà nước, các Bộ, ngành và Ủy ban nhân dân ở các tỉnh, thành phố cần triển khai dịch
vụ công trực tuyến trên các trang thông tin điện tử của mình. Theo hướng dẫn của Bộ
Thông tin và Truyền thông, các dịch vụ công có thể được chia thành bốn mức, trong
đó ở mức 3 và mức 4 đòi hỏi xác thực người sử dụng dịch vụ. Vì vậy, cần triển khai
các công nghệ xác thực trên các trang thông tin này để nâng cao chất lượng của các
dịch vụ công trực tuyến.
Theo con số thống kê về dịch vụ công trực tuyến năm 2011 của các Bộ và cơ quan
ngang bộ, các Tỉnh thành phố trực thuộc Trung ương và các địa phương như sau:
Dịch vụ công cấp 1,2 của các Bộ, Ngành: 3.437
Dịch vụ công cấp 3 của các Bộ, Ngành: 31
Dịch vụ công cấp 4 của các Bộ, Ngành: 3

Dịch vụ công cấp 1,2 của các Tỉnh, Thành: 95.002
Dịch vụ công cấp 3 của các Tỉnh, Thành: 829
Dịch vụ công cấp 4 của các Tỉnh, Thành: 8
Đối với các dịch vụ công trực tuyến cấp 3, khi người dùng đưa các biểu mẫu đã khai
báo nộp lên hệ thống, việc xác thực người dùng cuối có thể cần thiết.Ngoài ra còn có
Nhóm 2 Page 23
An toànvà xác thực dữ liệu
thể có nhu cầu khác về an toàn thông tin như bảo mật, nhất quán đối với các nội dung
thông tin mà người dùng cuối khai báo.
Hiện trạng xác thực điện tử ở Việt nam hiện nay còn ở mức sơ khởi. Ngoài hệ thống cơ
sở hạ tầng khóa công khai công cộng do Bộ Thông tin và Truyền thông xây dựng bao
gồm một Root CA và 09 nhà cung cấp dịch vụ, các công ty thương mại trực tuyến,
ngân hàng và các tổ chức tài chính ở Việt Nam đã và đang ứng dụng công nghệ xác
thực mật khẩu dùng một lần cho các bài toán của mình. Hình thức xác thực cơ bản
nhất theo ID/mật khẩu vẫn còn được sử dụng rộng rãi.
Điểm cơ bản quan trọng là ngoài hạ tầng khóa công khai, các công nghệ khác được
triển khai dưới dạng gắn liền với một tổ chức cụ thể, không dưới dạng dịch vụ. Do đó,
khả năng nâng cấp công nghệ và tiết kiệm đầu tư còn rất hạn chế.
4.2. Hiệu quả của NAS
Trên cơ sở nhu cầu và hiện trạng xác thực điện tử ở Việt Nam, Trung tâm Xác thực
điện tử quốc gia được xây dựng và triển khai theo hướng dịch vụ, đảm bảo các mục
tiêu:
- Xây dựng Hệ thống NAS trở thành một nhà cung cấp dịch vụ xác thực đủ tin
cậy cho các giao dịch điện tử dạng G2C;
- Đảm bảo cung cấp dịch vụ xác thực mạnh, giúp cơ quan nhà nước và người dân
có môi trường giao dịch điện tử an toàn, nhanh chóng và thuận tiện;
- Đáp ứng các chuẩn để có khả năng mở rộng kết nối giữa các nhà cung cấp dịch
vụ xác thực khác.

Nhóm 2 Page 24

An toànvà xác thực dữ liệu
Trung tâm Xác thực điện tử quốc
gia
Triển khai Hệ thống NAS còn mang lại những hiệu quả nổi bật như sau:
4.2.1. NAS thúc đẩy các dịch vụ công trực tuyến
Hiện nay, đa số các dịch vụ công trực tuyến chỉ đang dừng ở mức đảm bảo xác
thực bằng mật khẩu do người dùng tự kê khai. Chưa có một hệ thống xác thực định
danh thống nhất cho toàn bộ các cơ quan nhà nước và cấp độ định danh mức độ cao
như OTP, hai nhân tố v.v chưa đưa vào ứng dụng. Vì vậy nếu NAS được thiết lập tại
Bộ Thông tin và Truyền thông sẽ cho phép khi người dùng truy cập vào dịch vụ công
trực tuyến tại các trang thông tin điện tử được hệ thống này hỗ trợ xác thực. Thay vì
thực hiện việc xác thực trên từng trang thông tin điện tử, người dùng sẽ được xác thực
một lần tại NAS. Nếu việc xác thực thành công, người dùng tiếp tục sử dụng dịch vụ
Nhóm 2 Page 25