Một số vấn đề đảm bảo an toàn thông tin trong giao dịch điện tử phục vụ công tác hành chính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ






Võ Đại Trung






MỘT SỐ VẤN ĐỀ ĐẢM BẢO AN TOÀN
THÔNG TIN TRONG GIAO DỊCH ĐIỆN TỬ
PHỤC VỤ CÔNG TÁC HÀNH CHÍNH


Ngành: Công nghệ thông tin
Mã số: 1.01.10


LUẬN VĂN THẠC SỸ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS TRỊNH NHẬT TIẾN.









HÀ NỘI - 2007


2
MỤC LỤC
 1
 2
T 5
 9
 11
 11
 11
 13
 15
 15
 17
 17
 18
 20

 22
 22
 22
 23
 24
1. 25
 25
 29
 29
 30
 33
 34
 35
 44
 44
 44
 45
 46
 50
 50
 50
 50
 51
 51
 71
2.3.3. Giao th 72

 74
3.1. CÁC  74

3
1.1.1.  75
1.1.2.  75
1.1.3.  75
1.1.4.  75
 . 76
 76
 77
 78
 79
 80
 82
 83
 85
 85
 85
3.3. 87
 88
 91
 93
 94
 94
 94
 97
 99
 99
 101
 101
 105

 106
 109
 111
 112
 112
 112
 112
 112
 115
 117
 118
 119

 120
 120
 122
 123


4
 123
 124
 124
 124



5
GIẢI THÍCH MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT
Từ

viết tắt
Viết đầy đủ
Giải thích
ARP
Address
Resolution
Protocol
Giao th phân gi  ch.
ATTT
An toàn
thông tin
An toàn thông tin
CA
Certification
Authority


CGI
Common
Gateway
Interface
L

CNTT
Công ngh
thông tin
Công ngh thông tin
CQHC
C quan
Hành chính

C quan Hành chính
CQNN
C quan
nhà n
C quan nhà n
CSDL
C s d li
C s d li
DHCP
Dynamic Host
Configuration
Protocol

DLL
Dynamic Link
Library
Th vi liên k .
DNSSEC
DNS Security
       



EE
End Entity
 
         
ActiveX, Java Applet)
Firewall
T l

L

          



6
FTP
File Transfer
Protocol
Giao th truy file qua m
G2B
Goverment to
Business
Chính ph v Doanh nghi
G2E
Goverment to
Employee
Chính ph v Công ch
G2G
Goverment to
Government
Chính ph v Chính ph
G4C
Goverment for
Citizen
Chính ph v Công dân
GT
Giao d
i t

Giao d i t
HTTP
Hypertext
Transfer
Protocol
Giao th truy siêu vn b.
HTTPS
Hypertext
Transfer
Protocol
Secure
Giao th truy siêu vn bn qua m k n an
toàn. Khác v HTTP, nó m  c TCP và b
sung thêm t mã hoá/ xác thc gi HTTP và
TCP.
IMAP
Internet
Mesaging
Access
Protocol
Giao th truy c truy thông i trên Internet
JSP
JavaServer
Pages
Java cho phép các 
   HTML, XML     
trang web
           
 -      


LDAP
Lightweight
Directory
Access
Protocol
Giao th truy nh d v th m theo chu
X.500. Thông th CA s d d v th m
 lu tr d li ch ch s.
LRA
Local
Registration
Authority

          
hành các ch
MAC
Message
Mã xác thc thông i


7
Authentication
Code
MITM
Man-in-the-
middle attack
T công trung chuy. K t công gi m ng
nh và nh gói tin tr khi ch nhân th nh
c nó.
NNTP

Network News
Transfer
Protocol
Giao th g d c Internet, c s d ch
y trong vic  và post các tin bài d Usenet
qua m. Ng  và ng post tin bài cùng truy
nh vào máy ch hosting, c các bài báo này m
cách trc ti t m   c b.
PGP
Pretty Good
Privacy
Là m
mã hóa d li.
PKC
Public Key
Certificate
          dùng.

PKCS
Public Key
Certificate
Standards
Các chu ch ch khoá công khai
PKI
Public Key
Infrastructure
C s h t v m mã khoá công khai
QLHCNN
Qu lý
hành chính

nhà n
Qu lý hành chính nhà n
RA
Registration
Authority


v 

RFC
Request for
Comments
Là t h nh tài li nói v   
cho Internet.
S/MIME
Security/
Multipurpose
Internet Mail
Extensions
Cung c các d v b m thông i cho các
 d truy thông i i t.
SMTP
Simple Mail
Transfer
Protocol

Server.
SSL
Secure Sockets
Layer






8
TCP
Transmission
Control
Protocol

TCP/IP. Giao t


          

Telnet
Teletype
Network
G         
Internet  
LAN. 

bityte.
TLS
Transport
Layer Security
Là m giao th  b s bí mt gi các 
d giao d i t v nh ng dùng c nó
khi máy khách và máy ch giao d v nhau, nó

 b r không có m thành ph th 3 nào có
th nghe lén và sa  thông i. TLS là m c
ti c SSL.
UDP
User Datagram
Protocol
Giao th v chuy không k n. Dùng UDP,
        
      datagram   
          
TCP 
  



VA
Validation
Authority
Là m gi pháp ph m hoàn ch có kh nng
b m, m r và xác nh ch ch s h l
 v vic m r h th.
VPN
Vitual Private
Network
L       
  
         
         



dùng 



9
MỞ ĐẦU
Ngày nay khi mà nhu c giao d trc tuy ngày m tng cao thì m
 tr nên 

              


M trong nh 
 


 phá

              

 
 gi quy v  này, c nghiên c xây d các h th  b an
toàn thông tin cho các h th giao d i t trên c s quy  hi hành c
pháp lu Vi Nam.
Song song v s ra  r s c các gi pháp và công ngh b  an
toàn thông tin nói chung và b  an toàn truy tin trên m máy tính nói
riêng, lý thuy  ph t tính toán, lý thuy m mã và an toàn thông tin 
không ng c nghiên c phát tri và ngày m tr nên phong phú, hoàn
thi. y là c s khoa h quan tr và không th thi trong vi gi quy
các bài toán v b  an toàn thông tin trong giao d i t.

 b an toàn thông tin trong giao d i t nói chung và giao d i
t phc v công tác qu lý hành chính Nhà n nói riêng là m v  có tính
quy   thành công và hi qu c vic tri khai các h th  d
CNTT trong các c quan nhà n. 
mô hình h th  b an toàn thông tin  
xây d c các h th  b an toàn thông tin
trong giao d i t 
C/
Chính ph i t




10
Lu vn  c  thc tr v  b an toàn thông tin trong giao d
i t c các c quan Nhà n hi nay, nghiên c lý thuy, công ngh 
b an toàn thông tin và hành lang pháp lý trong giao d i t, t   xu
xây d mô hình  b an toàn thông tin trong giao d i t c các c
quan nhà n và h th  d .
Luận văn gồm 4 chương và 1 phụ lục:
Chương 1: Các khái ni c b v lý thuy m mã và an toàn thông tin.
Trong chng này a ra các khái ni toán h c b,  ngh và h th
l các v  lý thuy c s  b an toàn thông tin trong giao d i t
nh: h m mã, ch ký i t, ch ch s.
Chương 2: C s h t  b ATTT trong GT.
Nêu các v   b ATTT trong GDT, vai trò c c s h t v m
mã khoá công khai trong h th GDT. Trình bày khái ni, các thành ph k
thu c b, các công c, phng ti và các giao th c nó.
Chương 3: Xây d mô hình  b ATTT trong GT phc v công tác
Hành chính Nhà n.

Nêu lên các lo hình giao d i t c c quan Nhà n c quy 
hi hành,  giá thc tr v giao d i t trong các c quan Hành chính
Nhà n hi nay,  xu xây d mô hình  b an toàn thông tin
        b các quy
chu k thu và quy  c lu pháp Vi Nam.
Chương 4: Xây d h th th nghi, mô ph các ho  giao d
i t c b trong c quan Hành chính.
Phụ lục: M s quy  c Nhà n  b cho vic xây d và tri
khai các h th giao d i t: Nêu v t c s pháp lý ph v xây d và
tri khai các h th giao d i t t Vi Nam (; 
 và mkhác 
).




11
Chƣơng 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM TOÁN HỌC
1.1.1. Số học các số nguyên
Tính chia hết của các số nguyên:
KZ Z
+

Cho a, b a=b.q, ta nói a b b|a.
d a và b d|a và d|b.
a và b là gcd(a, b
a và b là lcm(a, b).
a, b)=d
ax+by=d x, y

toán Eucli (T25[8]).
Đồng dư và phương trình đồng dư tuyến tính:
Hai s nguyên a và b  d v nhau theo mun n, ký hi a

b(mod n),
n n | a-b.
Phng trình  d tuy tính có d: ax

b (mod n), trong  a, b, n là các
s nguyên, n>0, x là  s. Phng trình có nghi khi và ch khi d = gcd(a, n) | b,
và khi  có  d nghi theo mod n.
Thặng dư thu gọn và phần tử nguyên thuỷ:
T Z
n
= {0, 1, 2,  n-1} c g là t th d   theo mod n, vì s
nguyên b k  có th tìm c trong Z
n
m s  d v mình.
T Z
n
*
= {a

Z
n
: gcd (a, n)=1}, là t con c Z
n
 c các ph t
nguyên t v n. Ta g t  là t th d thu g theo mod n.
Nh v n p là m s nguyên t thì Z

p
*
= {1, 2,  p-1}.
Z
n
*
là m nhóm con  v phép nhân c Z
n
(vì trong Z
n
*
phép chia theo mod
n bao gi c thc hi c). Ta g Z
n
*
là nhóm nhân c Z
n
.
Ký hi

(n) là s các s nguyên dng bé hn n và nguyên t v n. Nh v,
nhóm Z
n
*
có c là

(n), và n p là s nguyên t thì Z
p
*
có c là p-1.

Ta nói ph t g

Z
n
*
có c m, n m là s nguyên dng bé nh sao cho
g
m
=1 trong Z
n
*
. Theo m  lý trong  s, ta có m |

(n). Vì v, v m
b

Z
n
*
ta luôn có b

(n)

1 mod n.


12
N p là s nguyên t, thì do

(n)=p-1, ta có v m b


Z
p
*
, b
p-1)

1 (mod p)
(*)
.
N b có c p-1, t p-1 là s m bé nh tho mãn công th
(*)
, thì các ph
t b, b
2
b
p-1
 khác nhau và theo mod p, chúng l thành Z
p
*
. Theo thu ng
 s, khi  ta nói Z
p
*
là m nhóm cyclic và b là m ph t sinh, hay phần tử
nguyên thuỷ c nhóm .
Phương trình đồng dư bậc hai và thặng dư bậc hai:
Ta xét phng trình  d b hai có d n gi sau y:
x
2


a (mod n),
trong  n là m s nguyên dng, a là s nguyên v gcd(a,n)=1, và x là  s.
Phng trình  không ph bao gi c có nghi, khi nó có nghi ta nói a là
m thặng dư bậc hai mod n; n không thì a là m bất thặng dư bậc hai mod n.


13
1.1.2. Số nguyên tố
Kiểm tra tính nguyên tố của một số:
Bài toán: n ki tra n 
hay không?





   th tính nguyên t c m s ta có th áp
d m s tính ch sau y:
1. Tiêu chuẩn Euler-Solovay-Strassen:
- n a

n-1:








n
a
a
(n-1)/2
mod n.







n
a







n
a
=









Qnakhi
Qnakhi
nakhi
,1
;,1
);(mod0,0
Q
n
n.
- n 
|{a:1

a

n-1,







n
a
a
(n-1)/2
mod n}|


2
1n

2. Tiêu chuẩn Solovay-Strassen-Lehmann:
- N n là s nguyên t, thì v m s nguyên dng a

n-1:
a
(n-1)/2
1
(mod n).
- n 
|{a:1

a

n-1, a
(n-1)/2

1 mod n}|

2
1n

3. Tiêu chuẩn Miller-Rabin:
- Cho n n-1 = 2
e
.uu n 
a


n-1:
(a
u

1 mod n)

k<e (a
2
k
.u


-1 mod n).
- n 
|{a: 1

a

n-1, (a
u

1 mod n)

k<e (a
2
k
.u


-1 mod n)}|


4
1n
.
Các tiêu chuẩn kể trên là cơ sở để ta xây dựng các thuật toán xác suất kiểu
Monte-Carlo thử tính nguyên tố (hay hợp số) của các số nguyên.


14

              

            

in 

3539

T

 

Phân tích thành thừa số nguyên tố:
à
n 
n 
toán phân tích n n 
phân tích n n.



ng quát
            n    
p p-1 là B-Bn 
 (n=p.q).
Tính logarit rời rạc theo môđun nguyên tố:
Cho p 

p
Z
p
*
. Bài toán tính logarit rời rạc theo mod p là bài



Z
p
*
a (1

a

p-1) sao cho

=

a
mod pa
= log



(mod p-1). 
a p-a 

=

a
mod
p. p 

logarit rời rạc, 
 [8].


15
1.1.3. Thuật toán xác suất
 

 (T32-34[8])
 
.


có không.
Monte Carlo
Las VegasMonte Carlo có
không Las Vegas 
không có trả lời
.

1.1.4. Độ phức tạp tính toán
Khái niệm:


.

Độ dài của một từ 




).
Độ phức tạp tính toán f
A
(n) sao cho
n, f
A
(n


n.
P(n)
f
A
(n)

P(n), f
A
(n) 


Trong k bài
toán quyết địnhP 
- I 


- Q x

I, 
Q đúng sai.
P là giải được

đúng hosai Q 


16
Bài toán P là giải được trong thời gian đa thức

Lớp phức tạp:

P 

P
1
và P
2



1
và


2
 f:

1
*




2
*

toán P
1
P
2
, x P
1

f(x) P
2
, và sao cho P
1
trên x 
P
2
trên f(x) P
1


toán P
2
P
1


P
2
f 
P
1
P
2
.

NP.

 
NP-đầy đủ.
Bài toán P NP-đầy đủP

NP Q

NP  Q

P.
NP 
- P

NP,

- N P
1


P
2
, và P
2

NP, thì P
1

NP,
- N P
1
,P
2

NP, P
1


P
2
và P
1
là NP- đầy đủ, thì P
2
cũng là NP- đầy đủ,
- N có Q sao cho Q là NP-đầy đủ và Q


P, thì P=NP.
T các tính ch trên ta có th xem r trong l NP, P là l con các bài toán
“dễ” nh, còn các bài toán NP-đầy đủ là các bài toán khó” nh.
Hàm một phía và một phía có cửa sập:
Hàm s h y=f(x) c g là hàm một phía, n vi tính thu t x ra y là
“dễ”, nhng vic tính ngc t y tìm l x là r “khó”,  y các t à ó
không có các  ngh chính xác mà c hi m cách thc hành, ta có th hi
ch h “dễ” là tính c trong th gian a th (v a th b th), còn
“khó” là không tính c (cha tìm c thu toán gi) trong th gian a th!
Hàm y=f(x) c g là hàm một phía có cửa sập, n vic tính thu t x ra y
là “dễ”, vic tính ngc t y tìm l x là r “khó”, nhng có m ca s z  v
s tr giúp c c s z thì vic tính x t y và z l tr thành “dễ”.


17
1.2. HỆ MÃ HOÁ
1.2.1. Sơ đồ Hệ mã hoá




                
    





M s  h mã hoá là mt b nm S = (P,C,K,E,D)

(1)
 mãn các i ki
sau y:
P là t h h các ký t b rõ,
C là t h h các ký t b mã,
K là t h h các khoá,
E là m ánh x t KxP vào C , c g là phép l mã, và D là m ánh x t
KxC vào P , c g là phép gi mã.
V m K

K, ta  ngh e
K
: P

C, d
K
: C

P là hai hàm cho b:

x

P: e
K
(x) = E(K,x);

y

C: d
K

(y) = D(K,y).
e
K
, d
K
K.


x

P: d
K
(e
K
(x)) = x.
Danh sách
(1)
 
kK, thì danh sách (P,C,e
K
, d
K
) 



18
1.2.2. Hệ mã hoá khóa đối xứng
Định nghĩa:


mã là trùng nhau, v

mà thôi.

Hình 1.1: Mã hóa với khóa mã và giải mã giống nhau
Các vấn đề đối với phương pháp mã hoá này:
- 


- 
tron
Ưu điểm:
- 
- 
Nhược điểm:
- 

- 



    



19
Hệ mã hoá chuẩn DES
H mã hoá DES là m h m mã theo kh, m kh b rõ là mt t 64 bit,
t là m ph t thuc Z
2

64
, và các kh b mã c là các t 64 bit, nh v P
= C = Z
2
64
. DES có t khoá K=Z
2
56
, t m khoá là m t 56 bit. V m khoá
K và b rõ x, quá trình l mã di ra nh sau:
Tho , dùng m phép hoán v ban  IP, t x 64 bit s bi thành m t
m IP(x), t này c chia thành hai n L
0
và R
0
, m n là m t 32 bit. T
y, s dùng 16 l nh phép toán gi nhau  liên ti c các c
(L
1
,R
1
),…,(L
16
,R
16
), r dùng phép hoán v ngh  IP
-1
cho t  ngc R
16
L

16

ta s c b mã y tng . S  khái quát c phép l mã c cho b hình
v sau ây:





















Hình 1.2: Sơ đồ khái quát của phép lập mã của hệ mã DES
Thu toán gi mã D, cho ta x = D (K,y), c thc hi b cùng m quá
trình tính toán nh quá trình l mã, ch khác là th t dùng các K
i
c  ngc

l theo th t K
16
, K
15
, …., K
1
.
IP
Lo: 32 bit
Ro: 32 bit
f
K1

R1 = Lo  f(Ro, K1)
L1 = Ro
f
K1
6

R16 = L15  f(R15, K16)
L16 = R15
IP
- 1

(64 bits)

n mã
(64 bits)

20
1.2.3. Hệ mã hoá khóa công khai
Định nghĩa:
là


riêng (private key).

Hình 1.3: Mã hoá với khóa lập mã và giải mã khác nhau


Nơi ứng dụng: 
Các điều kiện của một hệ mã hoá công khai như sau:

B

B



i

C = E
K
B
(P) = E
B
(P)



B


P = D
k
B
(C) = D
B
[E
B
(M)]
  
B



(K
B
,C) 

Ưu điểm:
- 
- 



21
Nhược điểm:
- 

- 
Hệ mật mã khoá công khai RSA
Cho n=p*q p,q P = C = Z
n

b 

(n),

(n)= (p-1)(q-1)
K={(n,a,b): a*b

1(mod

(n))}
n và b là công khai và a 
K=(n,a,b), x

P, y

C 
Hàm mã hóa: y = e
k
(x) = x
b
mod n
d
k
(x) = y
a

mod n
S = (P,C,K,E,D) 


22
1.3. CHỮ KÝ SỐ
1.3.1. Sơ đồ chữ ký
ý ý  toán
 ý  ý  sig
 ver
ý 
ý:
ý (P,A, K,S,V) 
- 
- ý 
- 
- ý sig
k


 xác
minh ver
k



k

k




P và mý y



sig
k
và ver
k
ver
k

hàm công khai, sig
k
 ý 
Bob xx Bob y 
ver
k
ý Oscar 
y x ver
k
công
   ý    
Oscar luôn ý Bob
ý 

1.3.2. Đại diện thông điệp



“Digest”
m “Digest”“khó” 
“Digest” 
sig(x)

sig(x)
ver
k
=



23



1.3.3. Hàm băm





       


 ECB trong mã hóa).
 
 
“an toàn”  






g hàm Hash mã hóa khoá công khai
 

báo 
Khi Bob               
thông báo z = h(x) y = sig
K
(z (z, y) trên kênh.
 
 z =h(x) h công khai 
Ver
k
(x,y) có = true hay không.




Hình 1.4: Ký một bản tóm lược thông báo
B i X có  dài b k
B tóm l thông báo z = h(X)

k
(z)


24

(message
digest). message digest  
- 

- 
 là one-way.



“ký” 
(message digest) 

1.3.4. Các bƣớc để tạo ra chữ ký điện tử
- “Digest”
- Mã hóa “Digest” 
- 




Hình 1.5: Sơ đồ tạo chữ ký điện tử


25
1.3.5. Định danh ngƣời gửi và kiểm tra tính toàn vẹn của thông điệp
- 
“Digest” ra.
- “Digest” 
- So sánh “Digest” “Digest” 
nhau thì 



Hình 1.6. Sơ đồ kiểm tra tính toàn vẹn của thông điệp
1.3.6. Phân loại chữ ký điện tử
               
appendi[9], 
- Chữ ký kèm thông điệp:    
                 
ElGamal, DSA, Schonor.  v s  này 

- Chữ ký khôi phục thông điệp: 

 
 -  Thông






Hình 1.7: Tổng quan phân lớp các sơ đồ chữ ký
N chúng
gig nhau
=> v 
danh c
ng g,
v ki tra
c tính
toàn v c
thông i.

Ch ký i t
Khôi ph thông i
Kèm thông i
Ng nhiên
Xác 
Xác 
Ng nhiên