Luận văn ThS: Tìm hiểu khả năng an toàn của hệ mật mã RSA

Luận văn Tìm hiểu khả năng an toàn của hệ mật mã RSA trình bày hệ mật mã RSA, phân tích các phương pháp tấn công vào hệ mật RSA. Sau đó xây dựng và cài đặt thuật toán thử nghiệm một phương pháp tấn công vào RSA.

Luận văn ThS: Tìm hiểu khả năng an toàn của hệ mật mã RSA

1. Mở đầu

Mật mã học ra đời là một ngành quan trọng và có nhiều ý nghĩa trong đời sống. Các ứng dụng mã hóa và bảo mật thông tin đang được sử dụng ngày càng phổ biến hơn trong các lĩnh vực khác nhau trên thế giới. Cùng với sự phát triển của tin học, ngành mật mã ngày càng trở nên quan trọng. Có thể nói rằng "sự ra đời của các hệ mật mã khóa công khai ( Public Key Cryptography) là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực mật mã". Hệ mật mã RSA thường được sử dụng trong các ứng dụng mà vấn đề bảo mật được ưu tiên hàng đầu. Bên cạnh đó RSA cũng được các nhóm phân tích nhằm tìm ra các mức không an toàn của nó. Các phân tích này chủ yếu là minh họa cho các mối nguy hiểm của việc sử dụng RSA không đúng cách. Do đó an toàn khi sử dụng RSA là một nhiệm vụ không hề tầm thường.

2. Nội dung

2.1 Tổng quan về lý thuyết mật mã

Các khái niệm cơ bản

Phân loại các hệ mật mã

  • Mã hoá đối xứng
  • Mã hoá bất đối xứng

Một số khái niệm toán học

  • Ước chung lớn nhất
  • Số nguyên tố và số nguyên tố cùng nhau

Đồng dư thức

  • Định nghĩa đồng dư thức
  • Tính chất đồng dư thức

Không gian Zn và Zn*

  • Không gian Zn
  • Không gian Zn*

Phần tử nghịch đảo

  • Định nghĩa
  • Tính chất

Khái niệm nhóm, nhóm con và nhóm Cyclic

  • Khái niệm nhóm
  • Khái niệm nhóm con
  • Khái niệm nhóm Cyclic

Hàm phi Euler Ф(n)

  • Định nghĩa
  • Tính chất
  • Ðịnh lý Euler

Các phép toán cơ bản trong modulo

  • Thuật toán Euclid
  • Thuật toán Euclid mở rộng 
  • Ðịnh lý đồng dư Trung Hoa

Hàm một phía và hàm một phía có cửa sập

  • Hàm một phía
  • Hàm một phía có cửa sập

Độ phức tạp tính toán

  • Độ phức tạp tính toán
  • Các lớp độ phức tạp

2.2 Tổng quan về hệ mã hóa khóa công khai RSA

Mã hóa khóa công khai 

Mã hóa khóa công khai RSA

  • Định nghĩa hệ mã hóa RSA
  • Định lý (The Correctness of RSA)
  • Một số nhận xét

Các vấn đề an toàn hệ mã hóa RSA

Các bài toán liên quan tới hệ mã hóa RSA

  • Bài toán phân tích số nguyên thành tích các thừa số nguyên tố
  • Bài toán tìm căn bậc hai module n

2.3 Các phương pháp tấn công vào hệ mã hóa RSA

Phân tích nhân tử số nguyên lớn

  • Mệnh đề 1
  • Mệnh đề 2
  • Mệnh đề 3

Tấn công dựa trên việc phân tích số nguyên n thành tích thừa số nguyên tố

  • Phương pháp phân tích n thành tích thừa số nguyên tố của Fermat (Fermat Factoring Attack)
  • Phương pháp phân tích đường cong Elliptic 
  • Phương pháp phân tích tổng quát
  • Phương pháp sàng toàn phương – QS (Quadratic Sieve) 
  • Phương pháp sành trường số tổng quát – GNFS (General Number Field Sieve)

Tấn công dựa trên số mũ công khai bé

Tấn công dựa trên số mũ riêng bé

Cài đặt một số thuật toán

  • Cơ sở toán học
  • Xây dựng thuật toán demo 
  • Giao diện của chương trình

3. Kết luận

Hơn hai thập niên nghiên cứu tìm hiểu nghịch đảo của RSA để tìm sự tấn công hiệu quả nhưng không có một tấn công hiệu quả nào được tìm ra. Những sự tấn công được khám phá cho đến nay chủ yếu minh họa các cạm bẫy phải tránh khi cài đặt RSA. Lúc này có vẻ như sự cài đặt đúng cách có thể đảm bảo được an ninh trong thế giới số. Chúng ta phân loại tấn công trên RSA thành 5 loại:

  • Tấn công cơ bản khai thác sự sai sót của hệ thống
  • Tấn công khóa riêng có số mũ thấp không đủ, khóa riêng có số mũ thấp không bao giờ được sử dụng.
  • Tấn công khóa công khai có số mũ thấp
  • Tấn công trong cài đặt
  • Tấn công bằng cách nhân tử hóa.

4. Tài liệu tham khảo

Đặng Văn Cương - Vấn đề an toàn của hệ mật mã khoá công khai - Luận văn thạc sĩ, Khoa công nghệ thông tin - Đại học công nghệ 2003

Nguyễn Thị Miền – Thanh toán từ xa – Luận văn đại học, Khoa công nghệ thông tin - Đại học công nghệ 2008

Nguyễn Minh Hải - Đấu thầu từ xa - Luận văn đại học, Khoa công nghệ thông tin - Đại học công nghệ 2008

Đặng Thị Lan Hương - Vấn đề an toàn thông tin trong thương mại điện tử - Luận văn đại học, Khoa công nghệ thông tin - Đại học công nghệ 2008

Phan Đình Diệu – Lý thuyết mật mã và an toàn thông tin, Đại học quốc gia Hà Nội 2002....

--- Nhấn nút TẢI VỀ hoặc XEM ONLINE để tham khảo đầy đủ nội dung Luận văn Thạc sĩ trên ---

Ngày:28/08/2020 Chia sẻ bởi:Ngoan

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM