Nghiên cứu vấn đề an toàn thông tin trên hệ thống thanh toán bằng thẻ ATM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





LÊ VĂN TUẤN





NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ AN TOÀN THÔNG TIN TRÊN
HỆ THỐNG THANH TOÁN BẰNG THẺ ATM










LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2009


LỜI CAM ĐOAN




c




Lê Vn Tu
I
MỤC LỤC
MỤC LỤC I
CHƢƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN MỞ ĐẦU
1
1.1. TỔNG QUAN VỀ MÃ HOÁ
CHƢƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

2
1.2.1. TỔNG QUAN CHỮ KÝ SỐ VỀ MÃ HOÁ
2
1.3.2. TỔNG QUAN VỀ HÀM BĂM VỀ HÀM BĂM
13
1.4. XÁC THỰC ĐIỆN TỬ 3.
TỔNG QUAN CHỮ KÝ SỐ 11
CHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ THẺ ATM 1.4.
XÁC THỰC ĐIỆN TỬ 17
2.1. QUY ĐỊNH CHUNGCHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ THẺ TRONG HOẠT
ĐỘNG NGÂN HÀNG ATM
19
2.2. GIỚI THIỆU THẺ ATM 1.
QUY ĐỊNH CHUNG VỀ THẺ TRONG HOẠT ĐỘNG NGÂN HÀNG 19
CHƢƠNG 3. GIAO DỊCH BẰNG2.2. GIỚI THIỆU THẺ ATM
34
3.1. MÃ HÓA PIN VÀ QUẢN LÝ KHÓA ĐỐI VỚICHƢƠNG 3. GIAO DỊCH
BẰNG THẺ ATM 46
3.2. CÁC CHUẨN THÔNG ĐIỆP CHO GIAO DỊCH THẺ 1.
MÃ HÓA PIN VÀ QUẢN LÝ KHÓA ĐỐI VỚI THẺ ATM 46
3.3. LUỒNG GIAO DỊCH THANH TOÁN VỚI THẺ ATM 2.
CÁC CHUẨN THÔNG ĐIỆP CHO GIAO DỊCH THẺ 54
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG THẺ ATM 3.3.
LUỒNG GIAO DỊCH THANH TOÁN VỚI THẺ ATM 67
II
4.1. BÀI TOÁN THỰC TẾ.
CHƢƠNG 4. ỨNG DỤNG THẺ ATM
85
4.2. HỆ THỐNG GIAO DỊCH BẰNG THỂ ATM1. BÀI TOÁN THỰC TẾ.
85

4.3. SỬ DỤNG 2. HỆ THỐNG GIAO DỊCH BẰNG THỂ ATM
86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.3.
SỬ DỤNG HỆ THỐNG 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT LUẬN
95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96












DAN

ATM
Automated Teller Machine
BIN
Bank Identification Number
DES
Data Encryption Standard
EMV
EuroPay MasterCard Visa
HSM

Host Security Module
ISO
International Organization for Standardization
MII
Major Industry Identifier
PAN
Primary Account Number
III
PIN
Personal Identification Number
POS
Point of Sale
PVV
PIN Verification Value
RSA
Ron Rivest, Adi Shamir và Len Adleman
SNA
System Network Architecture
SSL
Secure Sockets Layer



STT

Trang
1
Hình 1.1: Quá trình mã hoá và gii mã
3
2
Hình 1.2: 
5
3

7
4

21
5

22
6

28
7
Hình 2.4: Th

35
8

34
9

35
IV
10

47
11

47
12
M
48
13
 
51
14

67
15

70
16

71
17


73
18
Hình 3
74
19


75
20

76
21

77
22

78
23

79
24

84
25

85


1

MỞ ĐẦU

 





ã hi 



Trong l v ngân hàng các giao d thanh toán ngày càng  yêu c
b m  bi  v các giao dh thanh toán bg th. V c  t
công ngh thông tin hi t chúng ta còn ti  nhi r ro trong thanh toán b
th bi là b m và an toàn thông tin trên các kênh giao d nh ATM và
POS còn nhi h ch.
Lu vn này nghiên c lý thuy v an toàn thông tin, áp d xây
an toàn thông tin cho các giao d th ATM bao g: An toàn thông tin cho
, h thng máy POS, ATM, h th phát hành th. Nh
 b an toàn trong thanh toán th trong ngân hàng và gi các ngân hàng v
nhau.
b  Các ki th tg quan trình bày  C
1, Chng 2 nghiên c th ATM, 3. Nghiên c giao d b th ATM,
cu cùng ng 4 g d th ATM.

Rất cám ơn Thầy TS. Trần Đức Sự đã cung cấp kiến thức, tài liệu và tận
tâm chỉ bảo để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Vì điều kiện thời gian và kiến thức còn hạn chế, đề tài không tránh khỏi
có nhiều sai sót. Rất mong sự thông cảm và các ý kiến đóng góp của các Thầy Cô

và đồng nghiệp.




2
Chương 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. TỔNG QUAN VỀ MẬT MÃ
1.1.1. Khái niệm mã hoá










 


khoá chung



 





.[4],[5]

1. P: L
2. C: L
3. K: 
4. E : x

P

y = Ekl(x)

C
5. D  y

C

x = Dkg(y)

P
3

Hình 1.1: Quá trình mã hoá và giải mã
1.1.2. Hệ mã hoá đối xứng








gi x


 [5]


  hoá
ã hoá 

 mã hoá ã hoá  
là mã hoá 
mã  g ph thc vào khoá. N   khoá thì bk ngi nào ng có th
mã hoá và gimã thông [5]





4
1.1.2.1. Hệ mã hóa chuẩn DES
1). Sơ đồ mã hoá và Sơ đồ giải mã


L
15
=R
14

R

15
=L
14
(R
14
,K
15
)
PLAINTEXT
IP
L
0

R
0

L
1
=R
0

R
1
=L
0
(R
0
,K
1
)


L
2
=R
1

R
2
=L
1
(R
1
,K
2
)

R
16
=L
15
(R
15
,K
16
)
L
16
=R
15


K
1

K
2

CIPHERTEXT
IP
-1


K
16

5

Hình 1.2: Quá trình mã hoá thuật toán DES
L
15
=R
14

R
15
=L
14
(R
14
,K

15
)
PLAINTEXT
IP
L
0

R
0

L
1
=R
0

R
1
=L
0
(R
0
,K
1
)

L
2
=R
1

R
2
=L
1
(R
1
,K
2
)

R
16
=L
15
(R
15
,K
16
)
L
16
=R
15


K
1

K
2

CIPHERTEXT
IP
-1


K
16

6

2). Các đặc điểm đặc trưng của Hệ mã hoá DES
DES l    
khoá.  
64 bít. . D
[5]


h các hàm 
k






 

 thành
[5]


 

Li=Ri-1
Ri=Li-1 XOR (Ri-1,Ki)
7


Khoá
28 bít 28 bít


28 bít

28 bít
56 bít

48 bít
R
i-1

32 bít


48 bít

Thay t

32 bít



R
i

L
i

L
i-1

32 bít

Khoá
28 bít 28 bít


28 bít

28 bít
56 bít

48 bít
R
i-1

32 bít


48 bít




32 bít


R
i

L
i

L
i-1

32 bít

8
Hình 1.3: Một vòng lặp DES [5]
1.1.2.2. Ưu và nhược điểm của hệ mật mã khoá đối xứng


c

thông ngày 



 






1.1.3. Hệ mã khoá công khai

x






khai           


 

Có nh h tng khoá công khai
c  khai rng rãi  h RSA, h ElGamal s ng giao thc trao i
khoá Diffie-Hellman và i lên trong nh  g ây là  ng cong
Elliptic. Trong s các h m mã trên thì  RSA là h c cg ng 
c  và công nghi ch nh rng rãi trong vi tc thi mmã khoá công
khai.  m mã RSA, do Rivest, Shamir và Adleman [5] tìm ra, ã c công
9
b   tiên vào tháng 8 n 1977 trên t chí Scientific American. H m mã
RSA c s g rng rãi trong thc    cho mc ích  m và xác
tc d  s. [5]
1.1.3.1. Trình bày về hệ mật RSA
1). Sơ đồ hệ mã hoá



 . A và B






 .

A
B
1
2 .

2
= p.q ; (n)=(p-1)(q-1)

3
      
UCLN(b,(n)) = 1 và b <(n)

4
=b
-1
mod (n)

5



6


x: y = x
b
mod n
7
N

8
: x = y
a
mod n


2). Các đặc điểm đặc trưng của Hệ mật RSA















 .Rivest, A.Shamir
và L.Adleman. 







 ,  . 









 . 




 

 nguyê



























 . 




 ( ). 
, 


















 .[5]
             
     n khai cho
10
 


 
  
 
phân ph 
1.1.3.2. Ưu nhược điểm của hệ mã hoá khoá công khai
 











 



 bva mt vby[5]










11

1.2. TỔNG QUAN VỀ HÀM BĂM
1.2.1. Khái niệm hàm băm




- t).
sdmt si vic thông tin.[5]
Các   ký  thng ch c s g  ký các bc thông  (thông
tin) có kích thc nh và sau khi ký, b ký  có kích thc g ôi b thông
 c  ví d i s  ch ký  DSS ký trên các bc thông  có kích
thc 160 bit,  ký   có kích c 320 bit. Trong khi ó trên thc  ta n
ph ký các thông  có kích c ln n nh chng h vài cc MegaByte.
Hn a,  áp ng yêu c xác tc sau khi thông tin  ngi nh d u

 qua m không ch là b thông  c, mà còn bao m bk
dung g g ôi dung lg b thông  c). Mt cách n g 
gquy   trên (i thông  có kích c ln) này là  thông 
thành nh  160 bit, sau ó ký lên các  ó c  nhau. Nhng,  g
bn pháp này st svgphi:
12
Thứ nhất: i t thông  có kích thc a, thì sau khi ký kích thc ca ch
a g hng DSS). [5]
Thứ hai: 
[5]
Thứ ba: 


 

 pháp cho các   vg m  ch ký  là dùng hàm   
giúp cho vi.
Hàm b - h theo t ngh n g là hàm cho tg g t mng
d  ln i t mng d  nh n - c s g rng rãi trong nhi 
ng khác nhau ca tin c, không chc ph vi m mã hc [1].


Hàm b c    trong  vi l v là hàm  t  có
tác ng  giúp cho các s  ký s nh làm g dung g ca d  n
   qua m Hàm   ây c  là các  toán không 
ng khoá  mã hóa  ây ta dùng  ng bm thay cho mã  nó có
nh v b thông  c a vào theo t thu toán h t  nào ó, ri
a ra t b b  v b    có kích c  ]. Giá  ca hàm
b duy  và không th suy c i dung thông bm
này. Hàm b t sng sau:

 Vi thông x thu c bb z = h(x) là duy nh

  d  trong thông  x thay i hay  xóa  thành thông  x




  là


Mt s thu toán b c   nh là hàm  dòng và hàm m
chu: [MD2], [MD4], [MD5], [SHA-
13
1.2.2. Ứng dụng hàm băm
1/. 
2/. 
3/.  








1.3. TỔNG QUAN CHỮ KÝ SỐ
1.3.1. Khái niệm chữ ký số




khai 


 [5]


 









kh [5]
14

1. 
2. 
3. 
4. oán ký
5. 
6.  
K

Ssig
k



minh
Vver
k


APsig
k
:
và
},{: falsetruePxAver
k


c
Px

Ay 

Ver(x,y) =
 = sig(x)


 
K
, hàm
k
sig
và
k

ver

k
ver

là hàm công khai còn
k
sig

ý
 y 
[5]
1.3.2. Sơ đồ chữ kí số RSA
1/. Quá trình chuẩn bị:
 l

))((mod(1 nab 
}.

)1)(1()(  qpn
;

)(
*
n
Zb



)(n

;

)(
*
n
Za


module c
)(n
.
và b là công khai, còn p,q, gi bí .[5]
2/. Quá trình kí:

n
a
xx
k
sigy mod)( 

3/. Quá trình kiểm tra chữ kí:
)(mod),( n
b
yxtrueyx
k
ver 

 
n
Zyx ,

15
1.3.3. Sơ đồ Chuẩn chữ ký số DSS (Digital Signature Standard).
1/. Sơ đồ chữ ký số
P 512 bit, 

 160 







 -1.  
Zp* . =Zq*, A=ZqxZq, :
K={(p,q,,a, ) :   
a
( mod p)}
, q,   , 








i K=(p,q,,a, ), , 1  k  q-1, 




:
sig
K
(x,k) = (,)


:
 = (a
k
mod p) mod q
:
 = (x+a)k
-1
mod q




 Zq* ,  Zq, :
e1 = x*-1 mod q
e2=*-1 mod q
ver
K
(x, , ) = true  (
e1
* 
e2

mod p) mod q = 

2/. Các đặc điểm đặc trưng của chữ ký số DSS






 
 160 bit,  thimart card, 






4, MD5, 





:









-

+



:
 = (x + a)k
-1
mod(p-1)












:

x


 


(mod p)
(x+a,p-1)=1 
-1
mod (p-1), 

)(mod
11
p
x






3/. Ví dụ bằng số minh hoạ việc ký số, kiểm tra chữ ký.
= 101, p = 78q+1 = 7879, 3 


7879
, :

78
mod 7879 = 170
16


= 75, 


:
 = 
a
mod 7879 = 4567






= 1234, 



= 50, 

:
k
-1
mod 101 = 99
 = (170
50
mod 7879) mod 101 = 2518 mod 101 = 94
 = (1234+75*94)99 mod 101 = 97
(94, 97) 

1234 












:

-1
= 97
-1
mod 101 = 25
e
1
= 1234 * 25 mod 101 = 45
e
2
= 94 * 25 mod 101 = 27
(170
45
4567
27
mod 7879) mod 101 = 2518 mod 101 = 94









.

1.3.4. Quá trình ký và kiểm tra chữ ký :
n i cho B thông x. A tc sau:
1. A b thông  x , thu c b   z = h(x)  có kích th
o
2. A ký s trên    z B s d các s  ký s RSA, Elgamal, DSS ,
 khóa bí m ca mình, thu
c bky = sigK (z).
3. 

1. B ki tra ch ký   xác minh xem thông  mà mình n
c có ph c i  A hay không b cách gii mã  ký s
y, b khóa công khai ca A, c z.
2.   

3. B so sánh 2 giá tr b z và h(x), n ging nhau thì ch ch 
thông  x  mà A mun i cho B  còn nguyên  bên cnh ó
cng xác tc c ngi i thông tin là ai.





17

1.4. XÁC THỰC ĐIỆN TỬ
1.4.1. Khái niệm xác thực điện tử
  


 

 [5]
Trong an ninh máy tính (computer security), xác th
xác minh            sender)
. 
 máy tính
 (computer program)

                


             

  -            
(authorization).
 


  (Automated Teller Machine - ATM).
 Internet.
18
 rnet (Online/Internet
banking).




1.4.2. Phƣơng pháp xác thực điện tử
            

   
DNA 

-
electric s (biometric) identifier)
 ID card), 
ninh (security token),  
 (cell phone))
      ,  (pass phrase)
 (personal identification number - PIN))
        
ngân hàng - 
 (two-factor authentication).

 xác
- (challenge-

   

 




giao kèo  có
19

[4],[5]






Chương 2. GIỚI THIỆU VỀ THẺ ATM
2.1. QUY ĐỊNH CHUNG VỀ THẺ TRONG HOẠT ĐỘNG NGÂN HÀNG
2.1.1. Các chuẩn ISO về thẻ ATM
sau  v th ATM
Chuẩn
ISO 7810

[1]
Chuẩn
ISO 7811


[1]
Chuẩn
ISO 7811-2

và ISO
7811-6



        
[2]
Chuẩn
ISO 7812

          
           
[2]
Chuẩn
ISO 7813

[1]
Chuẩn
ISO 3166
  

“ 704 ”[1]
Chuẩn
ISO 9564
 -       
