Tìm Hiểu Thuật Toán MD5 Và Ứng Dụng Trong Chữ Ký Điện Tử

Tìm Hiểu Thuật Toán MD5 Và Ứng Dụng Trong Chữ Ký Điện Tử
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI.....................................................................5
1.1.Mục đích...............................................................................................................5
1.2 Đối tượng nghiên cứu...........................................................................................5
1.2 Phạm vi nghiện cứu...............................................................................................5
1.4 Ý nghĩa đề tài........................................................................................................5
PHẦN II: NỘI DUNG..........................................................................................6
CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ MẬT MÃ HÓA...............................................6
2.1.1 Khái niệm về mã hóa.........................................................................................6
2.1.2 Các thuật toán mã hóa........................................................................................7
2.1.2.1 Mã hóa đối xứng..................................................................................7
2.1.2.2 Mã hoá bất đối xứng............................................................................8
2.1.4 Phương pháp RSA..............................................................................................9
2.1.4.1 Khái niệm hệ mật mã RSA..................................................................9
2.1.4.2. Độ an toàn của hệ RSA...................................................................11
2.1.4.3. Một số tính chất của hệ RSA.........................................................12
2.1.4.4 Một số phương pháp tấn công giải thuật RSA...................................13
CHƯƠNG 2 CHỮ KÝ ĐIỆN TỬ.......................................................................15
2.2.1Giới thiệu..........................................................................................................15
2.2.2 Khái niệm về chữ ky
́
điê
̣
n tử............................................................................15
2.2.3 Thuật toán chữ ký điện tử................................................................................17
2.2.4 Chứng nhận chữ ký điện tử..............................................................................19
2.2.5 Chuâ
̉

n chữ ky
́
điê
̣
n tử (Digital Signature Standard)........................................ 19
2.2.6 Giải pháp ứng dụng chữ ký điện tử..................................................................22
2.2.6.1 Quá trình ký và gửi các tệp văn bản..................................................22
2.2.6.2 Quá trình nhận các tệp văn bản..........................................................23
2.2.7 Vận dụng vào hệ thống...................................................................................24
2.2.8 Kết luận............................................................................................................25
CHƯƠNG 3 : TỔNG QUAN VỀ HÀM BĂM VÀ THUẬT TOÁN HÀM
BĂM MD5...........................................................................................................26
2.3.1 Đăt vấn đề........................................................................................................26
Lê Thị Kim Vui-Lớp T13TVT Trang 1
Tìm Hiểu Thuật Toán MD5 Và Ứng Dụng Trong Chữ Ký Điện Tử
2.3.2 giới thiệu về hàm băm mật mã.........................................................................26
2.3.2.1 Tính chất............................................................................................27
2.3.2.2 Ứng dụng...........................................................................................28
2.3.3 Hàm băm dựa trên mã khối..............................................................................29
2.3.4 Cấu trúc Merkle-Damgård...............................................................................29
2.3.5 Birthday attack.................................................................................................30
2.3.6 Hàm băm mật mã...........................................................................................31
2.3.7 Cấu trúc của hàm băm...................................................................................32
2.3.8 Tính an toàn của hàm băm đối với hiện tượng đụng độ ................................32
2.3.9 Tính một chiều................................................................................................33
2.3.10. Sử dụng cho các nguyên thủy mật mã khác..................................................33
2.3.11 Ghép các hàm băm mật mã............................................................................34
2.3.12 Thuật toán băm mật mã..................................................................................34
2.3.13 Phương pháp Secure Hash Standard (SHS).................................................. 35
2.3.14 Một số hàm băm nổi tiếng.............................................................................35

2.3.15 Hàm băm MD5...............................................................................................35
2.3.15.1 Giới thiệu......................................................................................35
2.3.15.2 Khái niệm......................................................................................36
2.3.15.3 Ứng dụng......................................................................................36
2.3.15.4 Thuật giải.....................................................................................36
2.3.16 MD5 (Message Digest)..................................................................................37
2.3.16.1 Mô tả...................................................................................................37
2.3.16.2 Cách thực hiện....................................................................................40
2.3.17 Sự khác nhau giữa MD4 và MD5................................................................42
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN
MD5......................................................................................................................43
2.4.1 Nhiệm vụ của chương trình..............................................................................43
2.4.2 Thuật toán MD5 và sơ đồ khối........................................................................43
2.4.2.1 Thuật toán.........................................................................................43
2.4.2.2 Sơ đồ khối thuật toán MD5...............................................................46
2.4.3 Kết quả chương trình mô phỏng thuật toán băm MD5...................................49
2.4.3.1 Giao diện chương trình mô phỏng.....................................................49
2.4.3.2 Các bước thực hiện chương trình.......................................................49
2.4.3.3 Kết quả thực nghiệm..........................................................................50
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN......................................53
Lê Thị Kim Vui-Lớp T13TVT Trang 2
Tìm Hiểu Thuật Toán MD5 Và Ứng Dụng Trong Chữ Ký Điện Tử
Danh mục tài liệu tham khảo..............................................................................54
DANH MỤC HÌNH VẼ:
Hình 1.1 Mô hình hệ thống mã hóa quy ước..............................................................7
Hình 1.2 Nguyên lý của hệ thống mã hoá đối xứng....................................................7
Hình 1.3 Kênh nguyên lý trong hệ thống mã hoá đối xứng........................................8
Hình 1.4 Nguyên lý cơ bản của mã hoá khoá công khai và thuật toán RSA..............9
Hình 1.5 Sơ đồ các bước thực hiện mã hoá theo thuật toán RSA.............................11
Hình 2.1 Kiểm tra chữ ký điện tử.............................................................................17

Hình 2.2 Thủ tục ký và kiểm tra chữ ký..................................................................19
Hình 2.3 Sơ đồ mô tả quá trình ký và gửi các tệp văn bản......................................24
Hình 2.4 Sơ đồ mô tả quá trình nhận các tệp văn bản.............................................25
Hình 3.1 Cấu trúc băm Merkle-Damgård.................................................................30
Hình 3.2 Sơ đô
̀
vòng lă
̣
p
chí
nh cu
̉
a MD5.................................................................38
Hình 3.3 Sơ đồ 1 vòng lă
̣
p cu
̉
a MD5........................................................................39
Lê Thị Kim Vui-Lớp T13TVT Trang 3
Tìm Hiểu Thuật Toán MD5 Và Ứng Dụng Trong Chữ Ký Điện Tử
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, các ứng dụng Công nghệ thông tin đã và đang ngày càng phổ biến
rộng rãi đã ảnh hưởng rất lớn đến diện mạo của đời sống, kinh tế, xã hội. Mọi công
việc hàng ngày của chúng ta đều có thể thực hiện được từ xa với sự hổ trợ của máy
vi tính và mạng internet (từ việc học tập, giao dịch,… đến việc gửi thư). Tất cả thông
tin liên quan đến những công việc này đều do máy vi tính quản lý và truyền đi trên hệ
thống mạng. Đối với những thông tin bình thường thì không có ai chú ý đến, nhưng
đối với những thông tin mang tính chất sống còn đối với một số cá nhân (hay tổ chức)
thì vấn đề bảo mật thật sự rất quan trọng, vấn đề khó khăn đặt ra là làm sao giữ được
thông tin bí mật và giữ cho đến đúng được địa chỉ cần đến. Nhiều tổ chức, cá nhân đã

tìm kiếm và đưa ra nhiều giải pháp bảo mật phương pháp mã hóa khóa công khai
được xem là phương pháp có tính an toàn khá cao. Như vậy việc đảm bảo an toàn
thông tin, tránh mọi nguy cơ bị thay đổi, sao chép hoặc mất mát dữ liệu trong các ứng
dụng trên mạng luôn là vấn đề bức xúc, được nhiều người quan tâm. Trong bài báo
cáo này, em trình bày những vấn đề liên quan về mã hóa thông tin, thuật toán băm
MD5, thuật toán mã hóa RSA và chữ ký điện tử. Từ đó, ứng dụng thuật toán MD5
và RSA để phân tích quá trình hoạt động của chữ ký điện tử. Trên cở sở đó, em xin
được đề ra giải pháp ứng dụng chữ ký điện tử trên cơ sở kết hợp giữa thuật toán băm
MD5 và thuật toán mã hóa RSA trong quá trình gửi và nhận các văn bản.
Lê Thị Kim Vui-Lớp T13TVT Trang 4
Tìm Hiểu Thuật Toán MD5 Và Ứng Dụng Trong Chữ Ký Điện Tử
PHẦN I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 MỤC ĐÍCH
 Tìm hiểu chung về kỹ thuật nhận thực (chữ ký điện tử)
Chữ ký điện tử không được sử dụng nhằm bảo mật thông tin mà nhằm bảo vệ
thông tin không bị người khác cố tình thay đổi để tạo ra thông tin sai lệch. Nói cách
khác, chữ ký điện tử giúp xác định được người đã tạo ra hay chịu trách nhiệm đối với
một thông điệp.
 Tìm hiểu hàm băm, đi sâu vào thuật toán MD5
Hàm băm (Hash Function): Cho đầu vào là một thông báo có kích thước thay
đổi, đầu ra là một mã băm có kích thước cố định.
Giải thuật băm MD5 (Message Digest 5): được sử dụng để kiểm tra tính toàn
vẹn của khối dữ liệu lớn. Thuật toán nhận đầu vào là một đoạn tin có chiều dài bất kỳ,
băm nó thành các khối 512 bit và tạo đầu ra là một đoạn tin 128 bit.
 Xây dựng chương trình mô phỏng hàm băm MD5
Đưa ra kết quả chương trình mô phỏng và các kết quả thu được đúng với các
tài liệu tiêu chuẩn về thuật toán MD5
1.2ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- các phương pháp mật mã hóa
- Chữ ký điện tử và ứng dụng

- Thuật toán RSA
- Các thuật toán hàm băm
1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Bài báo cáo này tập trung nghiên cứu các thuật toán băm MD5 và ứng dụng
hàm băm trong chữ ký điện tử
1.4 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
Chữ ký điện tử là lĩnh vực được sử dụng rộng rải trong thực tế, nhận thực các
bản tin, file văn bản trong vấn đề truyền thông tin trên mạng, xây dụng các giải pháp
về giao dịch điện tử và chính phủ điện tử.
Nghiên cứu về chữ ký điện tử và tìm hiểu những lĩnh vực ứng dụng của nó có
ý nghĩa rất quan trọng trong thực tế
Lê Thị Kim Vui-Lớp T13TVT Trang 5