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
17:00 | 18/12/2023
Ngày nay, Trí tuệ nhân tạo (AI) hiện diện trong mọi lĩnh vực của đời sống con người, từ kinh tế, giáo dục, y khoa cho đến những công việc nhà, giải trí hay thậm chí là trong quân sự. Học máy là một ứng dụng của trí tuệ nhân tạo cung cấp cho các hệ thống khả năng tự động học hỏi và cải thiện từ kinh nghiệm mà không cần lập trình rõ ràng. Học máy tập trung vào việc phát triển các chương trình máy tính có thể truy cập dữ liệu và sử dụng nó để tự học. Do đó, vấn đề đảm bảo tính riêng tư trong ứng dụng phương pháp học sâu đang là một vấn đề được quan tâm hiện nay.
13:00 | 09/10/2023
Field-programmable gate array (FPGA) là công nghệ vi mạch tích hợp khả trình có tính ưu việt và mức độ ứng dụng phổ biến nhất trong vòng vài chục năm trở lại đây. Ngoài khả năng tái cấu trúc vi mạch toàn cục, một số FPGA hiện đại còn hỗ trợ tái cấu trúc từng bộ phận riêng lẻ (partial configuration) trong khi vẫn đảm bảo hoạt động bình thường cho các bộ phận khác. Đây là chức năng cho phép ứng dụng có thể tái cấu trúc một phần thiết kế theo yêu cầu mà không cần phải ngừng hệ thống để lập trình lại toàn bộ. Bài viết sẽ giới thiệu một hệ thống tái cấu trúc từng phần được xây dựng trên board phát triển Z-turn Xynq-7020 của Xilinx, từ đó đề xuất một phương pháp tái cấu trúc từng phần trong bài toán an toàn thiết kế phần cứng trên nền công nghệ FPGA.
14:00 | 22/06/2023
Google cho biết đã cung cấp các tính năng tăng cường bảo mật mới cho Trình Quản lý mật khẩu tích hợp sẵn trên trình duyệt Chrome, giúp người dùng quản lý mật khẩu của họ dễ dàng hơn và giữ an toàn trước mối đe dọa từ các cuộc tấn công chiếm đoạt tài khoản.
11:00 | 27/01/2023
Nhà máy thông minh hay sản xuất thông minh là sự phát triển vượt bậc từ một hệ thống sản xuất truyền thống sang một hệ thống sản xuất thông minh dựa trên dữ liệu có thể kết nối và xử lý liên tục, được thu thập từ các máy móc thiết bị sản xuất, đến các quy trình sản xuất và kinh doanh. Việc kết nối với điện toán đám mây và môi trường Internet mang lại nhiều lợi thế cho hệ thống, tuy nhiên nó cũng dẫn đến nguy cơ bị tấn công mạng. Các cuộc tấn công mạng vào các hệ thống sản xuất công nghiệp có thể làm tê liệt dây chuyền vận hành và từ chối hoạt động truy cập vào dữ liệu quan trọng. Do đó, cần thiết lập các biện pháp bảo mật mạnh mẽ để phát hiện và bảo vệ trước các mối đe dọa an ninh từ các cuộc tấn công độc hại vào hạ tầng mạng và các thiết bị công nghiệp đối với sự phát triển của mô hình nhà máy thông minh.
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
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật có ngày càng nhiều những cuộc tấn công vào phần cứng và gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng. Nhiều giải pháp để bảo vệ phần cứng được đưa ra, trong đó, hàm không thể sao chép vật lý PUF (Physically Unclonable Functions) đang nổi lên như là một trong số những giải pháp bảo mật phần cứng rất triển vọng mạnh mẽ. RO-PUF (Ring Oscillator Physically Unclonable Function) là một kỹ thuật thiết kế PUF nội tại điển hình trong xác thực hay định danh chính xác thiết bị. Bài báo sẽ trình bày một mô hình ứng dụng RO-PUF và chứng minh tính năng xác thực của PUF trong bảo vệ phần cứng FPGA.
10:00 | 13/05/2024
Mã độc không sử dụng tệp (fileless malware hay mã độc fileless) còn có tên gọi khác là “non-malware”, “memory-based malware”. Đây là mối đe dọa không xuất hiện ở một tệp cụ thể, mà thường nằm ở các đoạn mã được lưu trữ trên RAM, do vậy các phần mềm anti-virus hầu như không thể phát hiện được. Thay vào đó, kẻ tấn công sử dụng các kỹ thuật như tiêm lỗi vào bộ nhớ, lợi dụng các công cụ hệ thống tích hợp và sử dụng các ngôn ngữ kịch bản để thực hiện các hoạt động độc hại trực tiếp trong bộ nhớ của hệ thống. Bài báo tìm hiểu về hình thức tấn công bằng mã độc fileless và đề xuất một số giải pháp phòng chống mối đe dọa tinh vi này.
10:00 | 17/05/2024
