LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG CHUẨN MẬT MÃ NÂNG CAO (AES) TRONG XÂY DỰNG HÀM BĂM

Với tốc độ và khả năng xử lý ngày càng được nâng cao của các bộ vi xử lý hiện nay, phương pháp mã hóa chuẩn (DES - Data Encryption Standard) đã trở nên không an toàn trong bảo mật thông tin. Do đó, Viện tiêu chuẩn và công nghệ Hoa kỳ (NIST - National Institute Standards of Technology) đã quyết định chọn một chuẩn mã hóa mới với độ an toàn cao nhằm phục vụ nhu cầu bảo mật thông tin liên lạc của Chính phủ Hoa Kỳ cũng như trong các ứng dụng dân sự...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG CHUẨN MẬT MÃ NÂNG CAO (AES) TRONG XÂY DỰNG HÀM BĂM 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --------------------------------------- Trần Thị Kim ThùyNGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG CHUẨN MẬT MÃ NÂNG CAO (AES) TRONG XÂY DỰNG HÀM BĂM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2012 2 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGNgười hướng dẫn khoa học: GS.TS.NGUYỄN BÌNHPhản biện 1: …………………………………………………………Phản biện 2: …………………………..……………………………..Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Họcviện Công nghệ Bưu chính Viễn thôngVào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm ...............Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 3 MỞ ĐẦU Với tốc độ và khả năng xử lý ngày càng được nâng cao của các bộ vi xử lý hiệnnay, phương pháp mã hóa chuẩn (DES - Data Encryption Standard) đã trở nên khôngan toàn trong bảo mật thông tin. Do đó, Viện tiêu chuẩn và công nghệ Hoa kỳ (NIST- National Institute Standards of Technology) đã quyết định chọn một chuẩn mã hóamới với độ an toàn cao nhằm phục vụ nhu cầu bảo mật thông tin liên lạc của Chínhphủ Hoa Kỳ cũng như trong các ứng dụng dân sự. Thuật toán Rijndael do VincentRijmen và Joan Daeman đã được chính thức chọn trở thành chuẩn mã hóa nâng cao(AES - Advanced Encryption Standard) từ ngày 02 tháng 10 năm 2000. Ngày nay, ứng dụng của chuẩn mật mã nâng cao đang được sử dụng ngày càngphổ biến trong các lĩnh vực khác nhau trên thế giới. Chuẩn mật mã nâng cao khôngchỉ đơn thuần là mã hóa và giải mã thông tin mà còn bao gồm nhiều vấn đề khácnhau cần được nghiên cứu và giải quyết như ứng dụng xây dựng các hàm băm phụcvụ việc chứng thực nguồn gốc nội dung thông tin (kỹ thuật chữ ký điện tử), xác thựctính nguyên vẹn dữ liệu... Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của Internet và các ứng dụng giaodịch điện tử trên mạng, nhu cầu bảo vệ thông tin trong các hệ thống và ứng dụng điệntử ngày càng được quan tâm và có ý nghĩa hết sức quan trọng. Vì thế việc nghiên cứuvề chuẩn mật mã nâng cao và ứng dụng nó trong các lĩnh vực bảo mật thông tin là rấtcần thiết. Ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục tài liệu tham khảo luận văn được kếtcấu thành 3 chương:Chương 1: Sơ lược về chuẩn mật mã nâng cao (AES)Chương 2: Hàm băm mật mãChương 3: Ứng dụng chuẩn mật mã nâng cao để xây dựng một vài hàm băm cụthể Trong quá trình thực hiện Luận văn, do thời gian cũng như trình độ của tác giảcó những hạn chế nhất định nên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhậnđược sự góp ý của các thầy, cô giáo và các bạn để Luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xinchân thành cám ơn sự hướng dẫn, và giúp đỡ tận tình của GS.TS Nguyễn Bình, cácthầy trong khoa Quốc tế và Đào tạo sau đại học – Học viện Công nghệ Bưu chínhViễn thông đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như trong quá trình làm Luậnvăn. 4 CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ CHUẨN MẬT MÃ NÂNG CAO1.1. Đặt vấn đề Hiện nay với tốc độ và khả năng xử lý của các bộ vi xử lý ngày càng đượcnâng cao, phương pháp mã hóa chuẩn DES, Tri DES đã trở nên không an toàn trongbảo mật thông tin. Vì thế cần nghiên cứu chuẩn mật mã đáp ứng được nhu cầu bảomật thông tin, chuẩn mật mã nâng cao AES ra đời. Sau khi thực hiện hai lần tuyển chọn công khai, có năm thuật toán được vàovòng chung kết, gồm có: Mars, RC6, Serpent, Twofish và Rijndael. Các thuật toánnày đều đạt các yêu cầu của AES nên được gọi chung là các thuật toán ứng viên AES.Các thuật toán ứng viên AES có độ an toàn cao, chi phí thực hiện thấp. Tuy nhiên vớithiết kế đẹp và đơn giản thuật toán Rijndael do hai nhà mật mã học người Bỉ thiết kếđã được chọn là thuật toán của AES.1.2. Cơ sở toán học của AES AES sử dụng trường hữu hạn Galois (GF(28) để thực hiện các phép toán: phépcộng, phép trừ, phép nhân, và phép chia. Các phần tử của trường GF(28) được xemnhư là các đa thức.1.3. Các thuật toán ứng viên AES1.3.1. Thuật toán Marc1.3.2. Thuật toán RC61.3.3. Thuật toán Rijndael1.3.4. Thuật toán Serpent1.3.5. Thuật toán TwoFish1.3.6. Nhận xét các thuật toán ứng viên AES Quy trình mã hóa gồm: khởi tạo, phân bố khóa và mã hóa. Quy trình giải mã gồm: khởi tạo, phân bố khóa và giải mã. Phân bố khóa được thực hiện dựa trên khóa người sử dụng cung cấp để phát sinhbộ subkey phục vụ cho việc mã hóa và giải mã. Dữ liệu vào và ra trong quy trình mã hóa, giải mã là khối dữ liệu 128 bit.1.4. Mô tả AES theo Rijndael1.4.1. Đầu vào và đầu ra của phép mã ...