›
›

Bài giảng Nhập môn An toàn thông tin - Chương V: Bài toán xác thực - Nguyễn Linh Giang

Download
Nhập môn An toàn thông tin  
PGS. Nguyễn Linh Giang  
Bộ môn Truyền thông và  
Mạng máy tính  
Bài toán xác thực  
Nội dung  
l Bài toán xác thực.  
l Tấn công vào hệ xác thực  
l Các phương pháp xác thực thông điệp  
– Mã xác thực thông điệp  
– Hàm băm  
l Chữ ký số  
3
Bài toán xác thực  
l Các yêu cầu của bài toán xác thực  
– Điểm lại các dạng tấn công  
l Tấn công vào tính riêng tư:  
– Giải mật: giải mật nội dung thông điệp.  
– Phân tích luồng truyền tải: xác định mẫu thông điệp, xác định  
tần suất trao đổi thông điệp, định vị, xác định chức năng các  
trạm, định vị  
– Dạng tấn công thụ động.  
– Đảm bảo tính riêng tư: ngăn chặn bằng mật mã và làm nhiễu  
thông tin.  
4
Bài toán xác thực  
l Tấn công vào tính xác thực:  
– Trá hình: đưa ra các thông điệp vào hệ thống với tên giả mạo.  
– Thay đổi nội dung thông điệp: phá huỷ tính toàn vẹn.  
– Thay đổi trình tự trao đổi thông điệp: tấn công vào giao thức.  
– Thay đổi theo tiến trình thời gian: làm trễ hoặc phát lại thông  
điệp.  
– Từ chối dịch vụ: từ chối gửi hoặc nhận thông điệp: sử dụng  
chữ ký điện tử.  
– Xác thực:  
l Xác thực các bên trao đổi thông điệp.  
l Làm rõ nguồn gốc thông điệp.  
l Xác định tính toàn vẹn thông điệp – xác thực nội dung  
l Xác thực phiên làm việc  
l Chống phủ nhận.  
5
Bài toán xác thực  
l Các tiêu chuẩn xác thực  
– Xác thực chủ thể tham gia vào trao đổi thông tin  
– Thông điệp có nguồn gốc;  
– Nội dung thông điệp toàn vẹn, không bị thay đổi trong quá trình  
truyền tin (xác thực nội dung thông điệp);  
– Thông điệp được gửi đúng trình tự và thời điểm (xác thực phiên);  
l Mục đích của bài toán xác thực:  
– Chống lại các tấn công chủ động:  
l Chống giả mạo;  
l Thay đổi nội dung dữ liệu;  
l Thay đổi trình tự trao đổi thông tin (hoạt động của các giao thức).  
l Các phương pháp xác thực và chống giả mạo:  
– Mã hoá thông điệp;  
– Sử dụng mã xác thực thông điệp;  
– Sử dụng hàm băm;  
– Sử dụng các giao thức xác thực  
6
Bài toán xác thực  
l Các hàm xác thực  
– Các cơ chế xác thực được thực hiện trên hai mức:  
l Mức thấp: trong hệ thống phải có các hàm chức năng cho  
phép kiểm tra tính xác thực của chủ thể và thông điệp:  
– Hàm tạo các giá trị đặc trưng xác thực chủ thể và thông điệp.  
l Mức cao:  
– Sử dụng các hàm xác thực trong các giao thức xác thực.  
– Cho phép thẩm định tính xác thực của chủ thể và thông điệp.  
7
Bài toán xác thực  
– Các dạng hàm xác thực:  
l Mã hoá thông điệp: sử dụng hàm mã hoá để xác thực  
dựa vào việc sở hữu khoá bí mật.  
l Mã xác thực thông điệp: tạo ra mã xác thực thông điệp  
độ dài cố định bằng phương pháp mã hoá.  
l Hàm băm xác thực thông điệp: tạo mã băm của thông  
điệp với độ dài cố định.  
l Chữ ký số: tạo dấu hiệu đặc trưng xác định duy nhất  
chủ thể.  
l Các phương pháp tạo sinh các dấu hiệu xác thực  
l Các giao thức xác thực  
8
Tấn công vào hệ xác thực  
Xác thực và xác thực hoàn hảo  
l Vấn đề giả mạo và xác thực  
Bên nhận và  
thực hiện xác  
thực thông  
điệp  
X
Y
X’  
Tạo thông  
điệp và gắn  
dấu xác thực  
– Vấn đề: tồn tại  
B
hay không phương  
pháp xác thực hoàn  
hảo chống lại giả mạo !?  
A
Y’  
Y
K - Dấu hiệu kiểm  
tra xác thực  
Bên tấn công  
vào hệ xác  
thực  
C
– Các kịch bản tấn công vào hệ xác thực:  
l Kịch bản 1:  
– A tạo bản tin X, gắn dấu hiệu xác thực, được bản tin Y và gửi Y cho B  
l Kịch bản 2:  
– Giữa A và B không có phiên làm việc.  
– C tạo ra văn bản Y’, giả mạo A và gửi cho B  
9
Lý thuyết xác thực Simmons  
Xác thực và xác thực hoàn hảo  
l Xác suất tấn công giả mạo  
– Ps: xác suất tấn công thành công bằng thay thế;  
– Pi: xác suất tấn công thành công bằng mạo danh;  
– Xác suất giả mạo thành công: PD=max(Pi, Ps)  
– Khoá K: thông tin tham gia vào quá trình xác thực  
– NX: số lượng thông điệp gốc Xi sao cho  
P{X = Xi} ≠0  
– NK: số lượng các dấu hiệu xác thực KL: P{K = KL} ≠0  
– NY: số lượng văn bản được gắn dấu hiệu xác thực Yj,  
sao cho P{Y = Yj} ≠0  
10  
Xác thực bằng cách mã hoá  
l Sử dụng phương pháp mật mã khoá đối xứng  
– Thông điệp gửi từ đúng nguồn vì chỉ có người gửi biết  
khoá bí mật dùng chung  
– Nội dung không thể bị thay đổi vì văn bản rõ có cấu  
trúc nhất định  
– Các gói tin được đánh số thứ tự và có mã hoá nén  
không thể thay đổi trình tự và thời điểm nhận được  
l Sử dụng phương pháp mật mã khoá công khai  
– Không chỉ xác thực thông điệp mà còn tạo chữ ký số  
– Phức tạp và mất thời gian hơn mã hoá đối xứng  
11  
Xác thực bằng phương pháp mã  
hóa  
l Xác thực: chống giả mạo  
– Xây dựng các dấu hiệu đặc trưng cho đối tượng cần  
xác thực:  
l Đối tượng cần xác thực:  
– Chủ thể tham gia vào quá trình trao đổi thông tin: nguồn  
gốc thông tin từ các nguồn được xác thực.  
– Nội dung thông tin trao đổi: không bị sửa đổi trong quá  
trình trao đổi – tính nguyên bản của thông tin.  
– Xác thực phiên trao đổi thông tin: giao thức trao đổi, trật  
tự hoạt động của giao thức, thời gian trao đổi thông tin,  
dấu hiệu phiên.  
l Dấu hiệu: dùng các phương pháp mã hóa để tạo dấu hiệu xác  
thực: dùng các thuật toán mật mã.  
12  
Xác thực bằng phương pháp mã  
hóa  
– Quá trình xác thực  
l Tạo dấu hiệu đặc trưng từ đối tượng.  
– Bằng cách sử dụng các phương pháp mật mã.  
– Tính bền vững của dấu hiệu: khi thay đổi nội dung  
cần xác thực hoặc thay đổi dấu hiệu: hệ thống xác  
thực phát hiện dễ dàng.  
l Dấu hiệu được gắn kèm đối tượng trong quá trình trao  
đổi thông tin  
l Bên nhận sẽ tính toán lại dấu hiệu từ nội dung thông tin  
l So sánh dấu hiệu vừa tính được với dấu hiệu gửi kèm.  
l Nếu trùng khớp: dấu hiệu được xác thực; Ngược lại:  
không được xác thực.  
13  
Xác thực dùng mã xác thực thông điệp  
(MAC - checksum)  
l Dùng mã xác thực thông điệp (MAC Message  
Authentication Code)  
l Là khối có kích thước nhỏ cố định gắn vào  
thông điệp tạo ra từ thông điệp đó và khóa bí  
mật chung  
l Bên nhận thực hiện cùng giải thuật trên thông  
điệp và khoá để so xem MAC có chính xác  
không  
l Giải thuật tạo MAC giống giải thuật mã hóa  
nhưng không cần giải mã  
14  
Xác thực dùng mã xác thực thông điệp  
(MAC - checksum)  
l MAC = CK(M)  
– M: là bản tin  
– K: là khoá mật được chia sẻ chỉ bởi người gửi và  
người nhận;  
– CK(M): là một hàm xác thực, cho kết quả là một  
xâu ký tự có độ dài cố định;  
15  
Xác thực dùng mã xác thực thông điệp  
(MAC - checksum)  
l Có thể có nhiều thông điệp có cùng chung  
MAC  
– Nhưng nếu biết 1 thông điệp và MAC, rất khó tìm ra  
một thông điệp khác cùng MAC  
– Các thông điệp có cùng xác suất tạo ra MAC  
l Đáp ứng 3 tiêu chuẩn xác thực  
16  
Mã hoá bản tin và cách tấn công  
của đối phương  
l Mã hoá bản tin  
– Đối xứng  
– Không đối xứng  
l Sự an toàn của thuật toán phụ thuộc độ dài  
bit của khoá  
l Với 1 lần tấn công  
– 2k lần thử cho khoá k bit  
17  
Mã hoá bản tin và cách tấn công  
của đối phương  
l Ví dụ tấn công  
– Đối phương biết bản mật C (Ciphertext)  
l Pi = DKi (C) cho tất cả khoá Ki  
l Đến khi Pi khớp với bản rõ P (Plaintext)  
l Đối với CheckSum  
– MAC n bit → 2n CheckSum tạo ra  
– N bản tin áp dụng (N>>2n)  
– Khóa K bit → 2k khóa tạo ra  
18  
Ví dụ tấn công vào MAC  
l Giả sử: size(K) > size (MAC) (k>n)  
l Match (so khớp): là bản Mi tạo ra gần khớp  
vơí bản M1  
l Dùng cách tấn công vét cạn  
(brute-force)  
19  
Ví dụ tấn công vào MAC  
l Tấn công MAC bằng cách lặp lại:  
– Vòng 1:  
l Cho: M1, MAC1 = CK (M1)  
l Tính: Mi = CKi(MAC1) cho tất cả khoá  
l Số các so khớp tạo ra ≈2k-n  
– Vòng 2:  
l Cho: M2, MAC2 = CK (M2)  
l Tính Mi = CKi (MAC2) cho khoá còn lại.  
l Số cách so khớp tạo ra ≈2k-2n  
– …  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 58 trang yennguyen 08/04/2022 2900
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nhập môn An toàn thông tin - Chương V: Bài toán xác thực - Nguyễn Linh Giang", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_nhap_mon_an_toan_thong_tin_chuong_v_bai_toan_xac_t.pdf