Giáo trình An toàn và bảo mật thông tin: Phần 1

Giáo trình an toàn và bảo mật thông tin được biên soạn dựa trên những kinh nghiệm và nghiên cứu được đúc kết thu thập trong quá trình giảng dạy môn học này. Ngày nay với sự xuất hiên của máy tính, các tài liệu văn bản giấy tờ và các thông tin quan trọng đều được số hóa và xử lý trên máy tính, được truyền đi trong môi trường mà mặc định là không an toàn. Do đó yêu cầu về việc có 1 cơ chế, giải pháp để bảo vệ sự an toàn, bí mật của các thông tin nhạy cảm, quan trọng trở nên cấp thiết. Với 7 chương (Phần 1 của giáo trình gồm 3 chương đầu) được chia thành các chủ đề khác nhau từ cơ sở toán học của mật mã học cho tới các hệ mã, các giao thức mật mã. Hy vọng giáo trình sẽ cung cấp cho các bạn sinh viên và độc giả quan tâm những kiến thức bổ ích.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình An toàn và bảo mật thông tin: Phần 1 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI ́ BỘ MÔN: KHOA HỌC MAY TÍ NH KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Giáo trình AN TOÀN VÀ BẢO MẬT THÔNG TIN TÊN HỌC PHẦN : An toàn và bảo mật Thông tin MÃ HỌC PHẦN : 17212 TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY DÙNG CHO SV NGÀNH : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HẢI PHÒNG - 2008 Tên học phần: An toàn bảo mâ ̣t thông tin Loại học phần: II Bộ môn phụ trách giảng dạy: Khoa học máy tính. Khoa phụ trách: Công nghệ thông tin Mã học phần: Tổng số TC: 3 TS tiết Lý thuyết Thực hành/ Xemina Tự học Bài tập lớn Đồ án môn học 75 45 30 0 0 0 Điều kiện tiên quyết: Sinh viên cầ n ho ̣c xong các ho ̣c phầ n : - Lâ ̣p trình hướng đố i tươ ng ̣ - Cấ u trúc dữ liê ̣u - Phân tích, thiế t kế và đánh giá thuâ ̣t toán. Mục đích của học phần: Truyền đạt cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các lĩnh vực riêng trong an toàn bảo mật máy tính: - Các giải thuật mã hóa trong truyền tin. - Các thuật toán tạo hàm băm và chữ ký điện tử. - Các mô hình trao chuyển khóa. - Các mô hình chứng thực và các giao thức mật mã. Nội dung chủ yếu: Gồ m 2 phầ n: - Phầ n lý thuyế t : cung cấ p các lý thuyế t về thuâ ̣t toán mã hóa , các giao thức. - Phầ n lâ ̣p trình: cài đặt các hệ mã, viế t các ứng du ̣ng sử du ̣ng các hê ̣ mã mâ ̣t Nội dung chi tiết của học phần: Phân phối số tiết Tên chương mục TS LT Xemine BT KT Chương I. Giới thiệu nhiệm vụ của an toàn và bảo 4 3 1 0 0 mật thông tin. 1.1. Các khái niệm mở đầu. 1 1.1.1. Thành phần của một hệ thống thông tin 1.1.2. Những mối đe dọa và thiệt hại đối với hệ thống thông tin. 1.1.3. Giải pháp điều khiển kiểm soát an toàn bảo mật 1.2. Mục tiêu và nguyên tắc chung của ATBM. 1.2.1. Ba mục tiêu. 1.2.2. Hai nguyên tắc 1.3. Giới thiệu chung về các mô hình mật mã. 1 1.3.1. Mô hình cơ bản trong truyền tin và luật Kirchoff. 1.3.2. Những giai đoạn phát triển của lý thuyết mã hóa. 1 1 Chương II. Một số phương pháp mã hóa cổ điển. 13 5 5 2 1 2.1. Phương pháp mã đơn giản. 2 2 1 2.1.1. Mã hoán vị trong bảng Alphabet. 2.1.2. Mật mã cộng tính. 2.2.3. Mật mã nhân tính. 2.1.4. Phân tích mã theo phương pháp thống kê. 2.2. Phương pháp mã bằng phẳng đồ thị tần xuất. 2.2.1. Mã với bảng thế đồng âm. 3 3 1 2.2.2. Mã đa bảng thế: giải thuật mã Vigenre và One time pad. 2.2.3. Lý thuyết về sự bí mật tuyệt đối. 2.2.4. Đánh giá mức độ bảo mật của một phương pháp mã hóa. Kiể m tra 1 Chương III. Mật mã khối. 16 8 7 1 0 3.1. Khái niệm. 1 3.1.1. Điều kiện an toàn cho mật mã khối 3.1.2. Nguyên tắc thiết kế. 3.2. Chuẩ n mã hóa dữ liê ̣u DES 3 3 0,5 3.2.1. Lịch sử của DES 3.2.2. Cấu trúc vòng lặp DES. 3.2.3. Thuật toán sinh khóa con 3.2.4. Cấu trúc hàm lặp. 3.2.5. Thuật toán giải mã DES. 3.2.6. Đánh giá mức độ an toàn bảo mật của DES. 3.2.7. TripleDES 3.3. Chuẩ n mã hóa cao cấ p AES 3 3 0,5 3.3.1. Giới thiê ̣u về AES 3.3.2. Thuâ ̣t toán mã hóa 3.3.3. Thuâ ̣t toán giải mã 3.3.4. Cài đặt AES 3.4 Một số chế độ sử dụng mã khối. 1 1 3.4.1. Chế độ bảng tra mã điện tử 3.4.2. Chế độ mã móc xích 3.4.3. Chế độ mã phản hồi Chương IV. Hệ thống mã với khóa công khai. 16 6 7 2 1 4.1. Khái niệm khóa công khai. 1 4.1.1. Đặc trưng và ứng dụng của hệ mã khóa công khai. 4.1.2. Nguyên tắc cấu tạo hệ khóa công khai 4.2. Giới thiệu một số giải thuật PKC phổ biến. 2 4.1.1. Hệ mã Trapdoor Knapsack. 1 1 4.1.2. Hệ mã RSA 2 3 4.1.3. Hệ mã ElGamal 2 3 Kiểm tra 1 Chương V. Chữ ký điện tử và hàm băm. 12 7 5 0 0 5.1. Chữ ký điện tử. 0,5 5.1.1. Định nghĩa. 5.1.2. Ứng dụng của chữ ký điện tử 5.2. Giới thiê ̣u mô ̣t số hê ̣ chữ ký điê ̣n tử 3 5.2.1. Hê ̣ chữ ký điê ̣n tử RSA 2 5.2.2. Hê ̣ chữ ký điê ̣n tử ElGamal 5.2.3. Chuẩ n chữ ký điê ̣n tử DSA 5.3. Hàm băm. 0,5 5.3.1. Định nghĩa. 5.3.2. Sinh chữ ký điện tử với hàm băm 5.4. Mô ̣t số hàm băm thông du ̣ng 3 5.4.1. Hàm băm MD5 1,5 5.4.2. Hàm băm SHA1 1,5 Chương VI. Quản lý khóa trong hệ thống mật mã 8 5 3 0 0 6.1. Quản lý khóa đối với hệ SKC 1 6.1.1. Giới thiệu phương pháp quản lý khóa. 6.2. Quản lý khóa trong các hệ PKC 1 6.2 ...