Bài giảng Nhập môn An toàn thông tin - Chương IV: Tin cậy hai bên - Nguyễn Linh Giang
Nhập môn An toàn thông tin
PGS. Nguyễn Linh Giang
Bộ môn Truyền thông và
Mạng máy tính
Nội dung
I.
Nhập môn An toàn thông tin
II.
Đảm bảo tính mật
I.
Các hệ mật khóa đối xứng (mã hóa đối xứng)
Các hệ mật khóa công khai ( mã hóa bất đối xứng )
Bài toán xác thực
II.
III.
IV.
I.
Cơ sở bài toán xác thực
Xác thực thông điệp
Chữ ký số và các giao thức xác thực
Các cơ chế xác thực trong các hệ phân tán
An toàn an ninh hệ thống
II.
III.
IV.
I.
Phát hiện và ngăn chặn xâm nhập ( IDS, IPS )
II.
Lỗ hổng hệ thống
2
Nội dung
l Tài liệu môn học:
– W. Stallings “Networks and Internetwork security”
– W. Stallings “Cryptography and network security”
– Introduction to Cryptography – PGP
– D. Stinson – Cryptography: Theory and Practice
3
Chương IV. Tin cậy hai bên
l Phân cấp khóa
l Quản trị và phân phối khóa trong sơ đồ mã
hóa đối xứng
l Quản trị khóa trong sơ đồ mã hóa công khai
l Chia sẻ khóa phiên bí mật bằng hệ mã hóa
công khai
l Đảm bảo tính mật
4
Quản trị và phân phối khóa trong mã
hóa đối xứng
l Đặt vấn đề:
– Trong kỹ thuật mật mã truyền thống, hai phía tham gia
vào truyền tin phải chia sẻ khoá mật Þ khoá phải
được đảm bảo bí mật : phải duy trì được kênh mật
phân phối khóa.
– Khóa phải được sử dụng một lần: Khoá phải được
thường xuyên thay đổi.
– Mức độ an toàn của bất kỳ hệ mật sẽ phụ thuộc vào kỹ
thuật phân phối khoá.
5
Quản trị và phân phối khóa trong mã
hóa đối xứng
l Một số kỹ thuật phân phối khoá.
– Phân phối khóa không tập trung: Khoá được A lựa
chọn và phân phối vật lý tới B.
– Phân phối khóa tập trung: Người thứ ba C lựa chọn
khoá và phân phối vật lý tới A và B.
– Nhận xét:
l Hai kỹ thuật này khá cồng kềnh khi các bên tham gia vào
trao đổi thông tin với số lượng lớn.
6
Quản trị và phân phối khóa trong mã
hóa đối xứng
– Ít nhất có hai cấp khoá :
l Việc giao tiếp giữa hai tram đầu cuối sẽ
Bảo vệ bằng
được mã hoá bằng một khoá tạm thời gọi
là khoá phiên.
Dữ liệu
Sử dụng
mật mã
phân
cấp khóa
– Khoá phiên sẽ được sử dụng trong
thời gian một kết nối lôgic như trong
mạng ảo hoặc liên kết vận chuyển,
sau đó sẽ được loại bỏ.
Khóa
phiên
Bảo vệ bằng
mật mã
Dữ liệu
được mã
hóa
– Khoá phiên được truyền dưới dạng
mã hoá bằng mã chính ( master key ).
Khoá chính này được chia sẻ giữa
KDC và trạm đầu cuối hoặc người sử
dụng.
Bảo vệ
không bằng
mật mã
Khóa
chính
Dữ liệu
7
Quản trị và phân phối khóa trong mã
hóa đối xứng
l Kịch bản quá trình phân phối khóa.
– Giả thiết: mội người sử dụng cùng chia sẻ một khóa mật chính
với trung tâm phân phối khóa ( KDC ).
– Tiền đề:
l Người sử dụng A muốn thiết lập kết nối lôgic với người sử dụng
B.
l Hai phía trao đổi thông tin yêu cầu khóa phiên sử dụng một lần
để bảo mật dữ liệu truyền qua kết nối.
l Phía A có khóa mật KMA, khóa này chỉ có A và KDC biết.
l Phía B có khóa mật KMB, khóa này chỉ có B và KDC biết.
8
Quản trị và phân phối khóa trong
mã hóa đối xứng
Kịch bản phân
l Yêu cầu:
Trung tâm
phân phối
khóa KDC
phối khóa sử
dụng sơ đồ mã
hóa đối xứng
(1)Yêu cầu || N1
– A->KDC: KDC: xác thực
A.
l [IDA; EKMA[Yêu cầu cấp
khóa; IDB]; N1]
(2)EKa[Ks || Yêu cầu || N1]
(2')EKa[Ks || Yêu cầu || N1||EKb[Ks ||IDA, Yêu cầu || N1]]
Bên khởi
tạo liên kết
A
(3)EKb[Ks ||IDA, Yêu cầu || N1]
Bên nhận
liên kết B
Quản trị và phân phối khóa trong mã
hóa đối xứng
Kịch bản phân
phối khóa sử
dụng sơ đồ mã
hóa đối xứng
l Vấn đề xác thực:
Trung tâm
phân phối
khóa KDC
(1)Yêu cầu || N1
– B cần xác thực:
l Nguồn gốc của Ekb[
KS || IDA ]: bằng
khóa Kb.
(2)EKa[Ks || Yêu cầu || N1|| EKb(Ks, IDA||N1)]
(3) EKb[Ks || IDA||N1]
l Tính tòan vẹn của
Ekb[ KS || IDA ].
l Xác thực A.
Bên khởi
tạo liên kết
A
Bên nhận
liên kết B
Các bước phân phối khóa
– A cần xác thực:
l Xác thực B.
(4) EKs[N1||N2]
(5) EKs[ f(N2 )]
l Xác thực phiên làm
Các bước
xác thực
việc với B.
10
Quản trị và phân phối khóa trong mã
hóa đối xứng
Kịch bản phân phối khóa không tập trung
(1)Yêu cầu || N1
Bên khởi
Bên nhận
tạo liên kết
liên kết B
A
(2)EMKm[Ks || Yêu cầu || IDB || f(N1) || N2)]
(3) EKs[ f(N2 )]
11
Quản lý khóa trong sơ đồ mật mã khóa
công khai
l Các mô hình quản lý khóa
– Bài toán phân phối khóa: tập trung xây dựng kênh
mật phân phối khóa phiên bí mật.
– Hai hướng sử dụng mật mã khóa công khai:
l Phân phối khóa công khai;
l Sử dụng mã hóa khóa công khai để phân phối khóa
phiên
12
Phân phối khóa công khai
l Các mô hình
– Công bố công khai
– Công bố thư mục công khai
– Trung tâm ủy quyền khóa công khai
– Chứng thư khóa công khai
13
Phân phối khóa công khai
l Công bố công khai
– Các bên tham gia trao đổi thông tin tự công bố
khóa công khai;
– Điểm mạnh: đơn giản.
– Điểm yếu:
l Một người thứ 3 có thể giả mạo khóa công khai;
– Bên C giả mạo bên nhận tin B, gửi khóa công khai của
mình KPC cho A;
– A mã hóa các bản tin gửi cho B bằng khóa KPC của C;
– B không đọc được bản tin A gửi
– C có thể đọc được bản tin A gửi B
14
Phân phối khóa công khai
l Quản lý thư mục khóa công khai
– Có bên thứ ba C được ủy quyền quản lý khóa công khai;
– Bên thứ ba C tạo cho mỗi bên tham gia trao đổi thông tin một
thư mục lưu trữ khóa;
– Các bên đăng ký và gửi khóa công khai tới C. Quá trình đăng
ký có thể thực hiện trên kênh bảo mật.
– Các bên có thể thay thế khóa công khai theo nhu cầu
l Khi đã sử dụng khóa nhiều lần để mã hóa lượng dữ liệu lớn;
l Khi khóa riêng cần phải thay thế
15
Phân phối khóa công khai
– Bên C định kỳ công bố toàn bộ thư mục khóa hoặc
cập nhật;
– Các bên có thể truy cập thư mục khóa qua các kênh
bảo mật.
l Vấn đề xác thực đối với bên thứ ba C.
– Điểm yếu:
l Nếu thám mã biết được khóa riêng của C
– Toàn bộ các khóa công khai được lưu trữ có thể bị giả mạo.
– Có thể nghe trộm các thông điệp do các bên trao đổi .
16
Phân phối khóa công khai
l Ủy quyền khóa
Trung tâm
quản lý
khóa PKA
Kịch bản quản lý
khóa công khai
(1)Yêu cầu
khóa KPB || T1
công khai
– Bên thứ ba được
(5)EKRpka[KPA || Yêu cầu || T2]
ủy quyền PKA
tham gia lưu giữ
khóa;
(4)Yêu cầu khóa
KPA || T2
(2)EKRpka[KPB || Yêu cầu || T1]
(3) EKpb[IDA||N1]
– Các bên A, B biết
khóa công khai
của PKA;
Bên khởi
tạo A
Bên nhận
B
(6) EKPA[N1||N2]
(7) EKPB[ f(N2 )]
Các bước
xác thực
17
Phân phối khóa công khai
l Chứng chỉ khóa công khai
– Trung tâm cấp phát chứng thư số CA;
– Chỉ cần xác nhận khóa công khai một lần;
– Không cần truy cập CA mỗi khi cần khóa công khai;
– Khóa công khai sẽ do các bên tự quản lý;
– Sơ đồ hoạt động:
l Các bên gửi khóa công khai tới CA để chứng thực;
l Nhận chứng thư số từ CA kèm thời gian hiệu lực;
l Các bên xuất trình chứng thư số trong các giao dịch;
18
Phân phối khóa công khai
Trung tâm
Kịch bản cấp phát
chứng thư số
(1)Yêu cầu cấp phát
chứng thư số || KPA
cấp phát
chứng chỉ
số CA
(1)Yêu cầu cấp phát
chứng thư số || KPB
(2)Chứng thư số A
(2)Chứng thư số B
(3) Chứng thư số A
Chứng thư số:
- Số serial của chứng thư số;
- Thông tin riêng của người sở hữu;
- Khóa công khai của người sở hữu;
- Chứng thực của CA: mã hóa bằng
khóa riêng của CA – KRCA
Bên A
Bên B
- Thời hạn hiệu lực của chứng thư số
- Đảm bảo tính toàn vẹn của chứng
thư số
- Thuật toán mật mã
(4) Chứng thư số B
Phân phối khóa mật đối xứng sử dụng
mã hóa công khai
l Sơ đồ đơn giản:
– A gửi B: KPA || IDA
– B tạo khóa phiên Ks và gửi lại A: EKPA(KS)
l Sơ đồ kèm xác thực
– A gửi B: EKPB(N1||IDA)
– B gửi A: EKPA(N1||N2)
– A gửi B: EKPB(N2)
– A gửi B: EKPB(EKRA(KS))
20
Tải về để xem bản đầy đủ
25 trang
08/04/2022
6660
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhập môn An toàn thông tin - Chương IV: Tin cậy hai bên - Nguyễn Linh Giang", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nhap_mon_an_toan_thong_tin_chuong_iv_tin_cay_hai_b.pdf
