Đồ án Nghiên cứu một số hàm băm và ứng dụng

Báo cáo Đồ án tốt nghiệp***** Sinh viên : Nguyễn Hồng Văn Cán bộ hướng dẫn : PGS.TS. Trịnh Nhật Tiến Đề tài:NGHIÊN CỨU MỘT SỐ HÀM BĂM VÀ ỨNG DỤNG Nội dung báo cáo: 1. Đặt vấn đề. 2. Giải quyết vấn đề. 2.1. Hàm băm trợ giúp cho mã hóa và chữ ký số. 2.2. Hàm băm. 2.3. Các thuật toán hàm băm. 2.4. Sơ đồ hoạt động của hàm băm. 3. Kết luận. 4. Ứng dụng. * Vấn đề an toàn thông tin trên đường truyền phải đáp ứng 3 tiêu chuẩn: 1. Bảo mật thông tin. 2. Xác thực thông tin. 3. Tính toàn vẹn thông tin. * Việc đảm bảo an toàn thông tin trên đường truyền phần lớn sử dụng các hệ mật mã hay các sơ đồ ký số. * Đối với thông tin có kích thước lớn, các hệ mật mã và sơ đồ ký số bị khó khăn và có nguy cơ làm giảm độ an toàn đối với các bức thông điệp lớn này bởi tính chất của chúng. Đặt vấn đề Đặt vấn đề (tiếp)Tính chất của các hệ mật mã và sơ đồ chữ ký số gặp khó khăn đối với thông tin có kích thước lớn: 1. Mã hóa/Ký số trên từng bit của thông tin  Dung lượng thông tin lớn thì thời gian mã hóa/ký số cũng tăng theo. 2. Các hệ mật mã/sơ đồ chữ ký số giống nhau (khác nhau) có thể đưa ra cùng một kết quả bản mã cho nhiều bức thông điệp khác nhau  Rắc rối cho việc xác thực thông tin. Đặt vấn đề (tiếp)Tính chất của các hệ mật mã và sơ đồ chữ ký số gặp khó khăn đối với thông tin có kích thước lớn: 3. Các hệ mật mã/Sơ đồ chữ ký số chỉ cho phép mã hóa/ký số trên các bức thông điệp có kích thước nhỏ.  Phải chia nhỏ thông tin lớn thành các đoạn thông tin nhỏ để có thể mã hóa/ký số độc lập trên từng đoạn.  Bản mã kết quả có thể bị xáo trộn các đoạn, có thể bị mất đoạn.  Không đáp ứng tiêu chuẩn toàn vẹn thông tin và khó khăn trong việc xác thực. Đặt vấn đề (tiếp)Tính chất của các hệ mật mã và sơ đồ chữ ký số gặp khó khăn đối với thông tin có kích thước lớn: 4. Sơ đồ ký số chuẩn DSS đưa ra bản ký số có dung lượng gấp đôi dung lượng thông điệp đầu vào.  Ảnh hưởng đến thời gian truyền thông tin qua mạng: thời gian truyền thông tin tỷ lệ thuận với dung lượng thông tin. Giải pháp cho các vấn đề vướng mắc với các bức thông điệp dung lượng lớn: Hàm băm – thuật toán băm – được đưa vào để trợ giúp cho việc mã hóa/ký số.Hàm băm: * Xử lý dữ liệu vào là các bức thông điệp có kích thước lớn. * Đưa dữ liệu ra là bản thu gọn của thông điệp vào, có kích thước cố định. Đặt vấn đề (tiếp) Đặt vấn đề (tiếp)Sơ đồ mô tả hàm băm: Giải quyết vấn đề (tiếp) Hàm băm trợ giúp cho việc ký số: việc gửi Công việc cần thực hiện của người gửi Giải quyết vấn đề - Hàm băm (tiếp) Hàm băm trợ giúp cho việc ký số: việc nhận Công việc cần thực hiện của người nhận Giải quyết vấn đề (tiếp) Hàm băm trợ giúp cho việc mã hóa: việc gửi Công việc cần thực hiện của người gửi Giải quyết vấn đề (tiếp) Hàm băm trợ giúp cho việc mã hóa: việc nhận Công việc cần thực hiện của người nhận Giải quyết vấn đề (tiếp) Hàm băm: h(x) Khái niệm: Hàm băm là: - Là các thuật toán không sử dụng khóa để mã hoá - Dữ liệu vào : thông điệp (x) có dung lượng tùy ý - Dữ liệu ra : bản thu gọn (z) của dữ liệu vào, có dung lượng cố định Giải quyết vấn đề - Hàm băm: h(x) (tiếp) 2. Đặc tính: * Với thông điệp đầu vào x thu được bản thu gọn z = h(x) duy nhất * x x’  h(x) h(x’) * Dễ dàng tính được z = h(x), nhưng rất khó tính được x từ giá trị băm z Giải quyết vấn đề - Hàm băm: h(x) (tiếp) 3. Tính chất:Tính chất 1: Hàm băm h là không va chạm yếu (nội dung)Tính chất 2: Hàm băm h là không va chạm mạnh (nội dung)Tính chất 3: Hàm băm h là hàm một chiều (nội dung) Giải quyết vấn đề - Hàm băm: h(x) (tiếp) Giới thiệu 3 thuật toán băm: * Hàm băm dòng MD (Messege Digest): MD5 (nội dung) * Hàm băm chuẩn SHA (Standard Hash Algorithm): SHA-1, SHA-256 (nội dung)Sơ đồ hoạt động của hàm bămHàm băm giải quyết được những vướng mắc đối với những bức thông điệp có dung lượng lớn (vài chục MB hoặc hơn). 1. Làm giảm thời gian mã hóa/ký số. 2. Đưa ra được kết quả duy nhất. 3. Không ảnh hưởng đến nội dung của thông tin. 4. Giảm thời gian truyền tin qua mạng. Kết luận Ứng dụng: 1. Hàm băm dùng trong kí số. 2. Hàm băm dùng để bảo toàn bản tin. 3. Hàm băm dùng để bảo mật bản tin. 4.Hàm băm dùng để kiểm tra sự “trùng lặp” bản tin.Em xin chân thành cảm ơn!