Việc xây dựng các thuật toán mật mã hiệu năng cao cho mục đích thiết kế, chế tạo các thiết bị bảo mật thông tin phục vụ lĩnh vực an ninh - quốc phòng và kinh tế - xã hội trong điều kiện hiện nay có ý nghĩa thực tiễn hết sức to lớn. Với mục tiêu đặt ra, thuật toán được xây dựng nhằm đáp ứng các yêu cầu:
- Loại trừ các dạng tấn công đã biết đối với các hệ mật khóa đối xứng trong thực tế;
- Tích hợp hiệu quả trên các thiết bị có kích thước nhỏ, dung lượng nhớ và năng lực tính toán hạn chế.
Giải pháp để xây dựng thuật toán mật mã với các yêu cầu đặt ra được đề xuất dựa trên việc phát triển hệ mã sử dụng OTP có độ an toàn và hiệu quả thực hiện cao [1-5]. OTP được Gilbert Vernam đề xuất vào năm 1917 và được Joseph Mauborgne tiếp tục hoàn thiện sau đó. Nguyên tắc căn bản của OTP là sử dụng một khóa mật chia sẻ trước có độ dài bằng với độ dài của bản tin cần mã hóa (bản rõ), các bit của bản mã nhận được từ việc cộng loại trừ (XOR) trực tiếp các bit của bản rõ với các bit tương ứng của khóa mật.
Lý thuyết của Claude E. Shannon [6] đã chỉ ra OTP là một loại mật mã có độ mật hoàn thiện (perfect secrecy). Hiện tại, OTP vẫn được xem là loại mật mã an toàn tuyệt đối, không thể phá vỡ. Điều đặc biệt là ngay cả tấn công vét cạn (brute force) bằng máy tính lượng tử đối với loại mã này cũng trở nên vô nghĩa, nếu có thể đáp ứng được các điều kiện về khóa như sau:
- Khóa có tính chất ngẫu nhiên;
- Mỗi khóa chỉ được dùng để mã hóa duy nhất một bản tin;
- Kích thước của khóa phải bằng hoặc lớn hơn kích thước của bản rõ;
- Khóa phải được giữ bí mật hoàn toàn.
Tuy có độ an toàn và tốc độ mã hóa cao, cũng như khả năng cài đặt dễ dàng trên các thiết bị có năng lực tính toán và tài nguyên hạn chế, nhưng với các yêu cầu về khóa đã chỉ ra, thì loại mã này khó triển khai trong thực tế.
Nguyên nhân đầu tiên là việc tạo khóa phải thực sự ngẫu nhiên, nhằm loại trừ các nguy cơ mất an toàn bao gồm: a) từ một khóa đã biết, kẻ tấn công có thể tìm (suy ra) được các khóa đã được sử dụng trước đó hay các khóa sẽ được sử dụng trong tương lai; b) chuỗi bit khóa tồn tại chu kỳ lặp lại, từ đó tạo ra mối liên quan giữa bản rõ và bản mã, kẻ tấn công có thể tận dụng mối liên quan này để phá mã, tương tự như với mã hóa đa bảng Vigenère [7]. Tuy nhiên, đây là một yêu cầu không dễ thực hiện về mặt kỹ thuật trong các ứng dụng.
Trong [8], trên cơ sở các nghiên cứu đã được công bố trước đó, các tác giả đề xuất thuật toán mã hóa phát triển dựa trên nguyên lý của mật mã OTP trong đó sử dụng hàm băm (Hash Function) để sinh dòng khóa, thuật toán có tính hiệu quả thực hiện cao, dễ cài đặt trên cả phần cứng và phần mềm.
Trong bài báo này, nhóm tác giả đề xuất một giải pháp nhằm cho phép tạo ra các biến thể của mật mã OTP, thừa kế được một số ưu điểm của OTP, song việc thiết lập, quản lý - phân phối và sử dụng khóa là đồng nhất với các hệ mã khóa đối xứng đang sử dụng trong thực tế. Ngoài ra, xác thực nguồn gốc và tính toàn vẹn của bản tin được mã hóa cũng là một tính năng bổ sung quan trọng cho các thuật toán xây dựng theo giải pháp này. Điểm khác của giải pháp đề xuất ở đây so với thuật toán trong [8] là chuỗi khóa được tạo ra chủ yếu bằng các thuật toán sinh số ngẫu nhiên có kết hợp với hàm băm mà không hoàn toàn bởi hàm băm như trong [8], điều đó cho phép nâng cao tốc độ thực hiện thuật toán mã hóa nhất là khi sử dụng thuật toán sinh số ngẫu nhiên dạng thanh ghi dịch hồi tiếp tuyến tính (Linear Feedback Shift Registers – LFSR) [9] kiểu Shrinking Generator [10].
Quý độc giả quan tâm vui lòng xem chi tiết tại đây.
Lưu Hồng Dũng, Nguyễn Ánh Việt
17:00 | 17/12/2021
14:00 | 14/01/2021
09:00 | 05/01/2023
16:00 | 31/03/2020
15:00 | 14/08/2019
08:00 | 15/03/2024
Bảo mật công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đặt ra nhiều thách thức và luôn thay đổi trong bối cảnh chuyển đổi số hiện nay. Khi công nghệ AI phát triển, rủi ro và bề mặt tấn công cùng các mối đe dọa mới ngày càng tăng cao. Điều này đặt ra yêu cầu đối với các nhà phát triển, tổ chức và doanh nghiệp phải có cách tiếp cận chủ động, thường xuyên đánh giá và cập nhật các biện pháp bảo mật.
10:00 | 05/02/2024
Trong thời đại công nghệ số hiện nay, thiết bị bảo mật đóng vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ các thông tin và dữ liệu nhạy cảm. Tuy nhiên, sự tiến bộ của công nghệ cũng đặt ra các thách thức về an toàn thông tin, trong đó tấn công can thiệp vật lý trái phép thiết bị bảo mật là một trong những mối đe dọa tiềm tàng và gây rủi ro cao. Bài báo này sẽ giới thiệu về các phương pháp tấn công vật lý và một số giải pháp phòng chống tấn công phần cứng cho thiết bị bảo mật.
17:00 | 11/08/2023
Wireless Mesh Network là công nghệ mạng truyền thông đầy hứa hẹn với khả năng kết nối mạnh mẽ và ổn định, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong số 1 (071) 2023 của Tạp chí An toàn thông tin, nhóm tác giả đã giới thiệu về cơ sở lý thuyết của Wifi Mesh. Để ứng dụng thực tiễn nền tảng này, trong bài báo dưới đây nhóm tác giả đề xuất một giải pháp thiết kế hệ thống giám sát độ nghiêng của thiết bị trong không gian ba chiều X, Y, Z sử dụng module ESP32 WROOM có tính năng truyền nhận dữ liệu bằng Wifi Mesh.
17:00 | 18/01/2023
Ngày nay, mạng không dây đang trở nên phổ biến trong các tổ chức, doanh nghiệp và cá nhân. Sự ra đời, phát triển và cải tiến không ngừng của mạng Wifi đã giải quyết được những hạn chế trước đó của mạng có dây truyền thống. Tuy nhiên, công nghệ mạng Wifi vẫn còn tồn tại những điểm yếu liên quan đến tính bảo mật và an toàn thông tin (ATTT). Do tính chất môi trường truyền dẫn vô tuyến nên mạng Wifi rất dễ bị rò rỉ thông tin do tác động của môi trường bên ngoài, đặc biệt là sự tấn công từ các tin tặc.
08:00 | 11/01/2024 | Chính sách - Chiến lược
09:00 | 10/01/2024 | Giải pháp khác
09:00 | 05/01/2024|Chính sách - Chiến lược
09:00 | 05/01/2024|An ninh – Quốc Phòng
Những ngày gần đây, liên tục các kênh YouTube với lượng người theo dõi lớn như Mixigaming với 7,32 triệu người theo dõi của streamer nổi tiếng Phùng Thanh Độ (Độ Mixi) hay Quang Linh Vlogs - Cuộc sống ở Châu Phi với 3,83 triệu người theo dõi của YouTuber Quang Linh đã bị tin tặc tấn công và chiếm quyền kiểm soát.
10:00 | 22/04/2024
Mới đây, Cơ quan An ninh mạng và Cơ sở hạ tầng Hoa Kỳ (CISA) đã phát hành phiên bản mới của hệ thống Malware Next-Gen có khả năng tự động phân tích các tệp độc hại tiềm ẩn, địa chỉ URL đáng ngờ và truy tìm mối đe dọa an ninh mạng. Phiên bản mới này cho phép người dùng gửi các mẫu phần mềm độc hại để CISA phân tích.
13:00 | 17/04/2024
