Nghiên cứu tìm hiểu chuẩn chứ ký số DSS và ứng dụng trong chính phủ điện tử

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG

NÔNG HẠNH PHÚC

NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CHUẨN CHỮ KÝ SỐ DSS VÀ ỨNG DỤNG

TRONG CHÍNH PHỦ ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG

NÔNG HẠNH PHÚC

NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CHUẨN CHỮ KÝ SỐ DSS VÀ ỨNG DỤNG

TRONG CHÍNH PHỦ ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 8 48 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. HỒ VĂN CANH

Thái Nguyên - 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Học viên xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự

của bản thân, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Hồ Văn Canh.

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được

công bố dưới bất cứ hình thức nào. Tất cả các nội dung tham khảo, kế thừa

của các tác giả khác đều được trích dẫn đầy đủ.

Em xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.

Tác giả

Nông Hạnh Phúc

ii

LỜI CẢM ƠN

Học viên trân trọng cảm ơn sự quan tâm, tạo điều kiện và động viên

của Lãnh đạo Đại học Công nghệ thông tin & Truyền thông, Đại học Thái

Nguyên, các thầy cô Khoa Đào tạo sau đại học, các khoa đào tạo và các quý

phòng ban Học viện trong suốt thời gian qua.

Học viên xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc tới TS. Hồ Văn Canh đã nhiệt

tình định hướng, bồi dưỡng, hướng dẫn học viên thực hiện các nội dung khoa

học trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện luận văn.

Xin chân thành cảm ơn sự động viên, giúp đỡ to lớn từ phía Cơ quan

đơn vị, đồng nghiệp và gia đình đã hỗ trợ học viên trong suốt quá trình triển

khai các nội dung nghiên cứu.

Mặc dù học viên đã rất cố gắng, tuy nhiên, luận văn không tránh khỏi

những thiếu sót. Học viên kính mong nhận được sự đóng góp từ phía Cơ sở

đào tạo, quý thầy cô, các nhà khoa học để tiếp tục hoàn thiện và tạo cơ sở cho

những nghiên cứu tiếp theo.

Xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng năm 2020

Học viên

Nông Hạnh Phúc

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN..................................................................................................ii

MỤC LỤC.......................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT......................................... v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ....................................................................... vii

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1 AN TOÀN THÔNG TIN TRONG CHÍNH PHỦ ĐIỆN TỬ 4

1.1 Khái quát về chính phủ điện tử............................................................ 4

1.1.1 Hệ thống hành chính......................................................................... 4

1.1.2 Chính phủ điện tử ............................................................................. 6

1.1.3 Nguy cơ mất an toàn thông tin CPĐT.............................................. 9

1.2 Mã hóa dữ liệu ..................................................................................... 10

1.2.1 Hệ mã hóa ....................................................................................... 10

1.2.2 Phân loại ......................................................................................... 11

1.3 Chữ ký số.............................................................................................. 13

1.3.1 Khái niệm chữ ký số....................................................................... 13

1.3.2 Phân loại lược đồ chữ ký số............................................................ 15

1.3.3 Phương pháp tấn công chữ ký số.................................................... 18

1.3.4 Tình hình ứng dụng chữ ký số........................................................ 18

Kết luận chương 1 ......................................................................................... 22

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THUẬT TOÁN CHỮ KÝ SỐ.... 23

2.1 Hàm băm .............................................................................................. 23

2.1.1 Định nghĩa ...................................................................................... 23

2.1.2 Đặc tính........................................................................................... 24

2.1.3 Tính chất ......................................................................................... 24

2.1.4 Một số hàm băm phổ biến .............................................................. 25

2.1.5 Hàm băm và chữ ký số ................................................................... 34

2.2 Một số lược đồ chữ ký số đơn giản .................................................... 35

2.2.1 Lược đồ ký RSA............................................................................. 35

2.2.2 Lược đồ ký Elgamal ....................................................................... 37

2.3 Thuật toán chữ ký số trên đường cong Elliptic ................................ 39

2.3.1 Một số kiến thức toán học về đường cong Elliptic......................... 40

iv

2.3.2 Mô tả thuật toán.............................................................................. 44

2.3.3 Tính bảo mật của chữ ký số ECDSA.............................................. 47

2.4 Thuật toán chữ ký số chuẩn DSA/DSS.............................................. 48

2.4.1 Giới thiệu thuật toán ....................................................................... 48

2.4.2 Mô tả thuật toán.............................................................................. 49

2.4.3 Tính bảo mật của DSS.................................................................... 51

Kết luận chương 2 ......................................................................................... 52

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP CHỮ

KÝ SỐ ỨNG DỤNG TRONG CHÍNH PHỦ ĐIỆN TỬ............................ 53

3.1 Mục đích, yêu cầu................................................................................ 53

3.2 Lựa chọn giải pháp.............................................................................. 54

3.2.1 Giải pháp chữ ký số ........................................................................ 54

3.2.2 Giải pháp Chat chữ ký số ............................................................... 56

3.2.3 Giải pháp kết hợp kỹ thuật giấu tin trong ảnh và chữ ký số........... 56

3.3 Xây dựng giải pháp và thực nghiệm.................................................. 58

3.3.1 Giải pháp Chat ứng dụng chữ ký số ............................................... 58

3.3.2 Giải pháp kết hợp kỹ thuật giấu tin trong ảnh và chữ ký số........... 60

3.4 Đề xuất áp dụng trong lĩnh vực chính phủ điện tử.......................... 64

Kết luận chương 3 ......................................................................................... 65

KẾT LUẬN.................................................................................................... 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 67

PHỤ LỤC....................................................................................................... 68

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu,

viết tắt

Ý nghĩa

ANSI

American National

Standard Institute

Chuẩn quốc gia Hoa Kỳ

AES

Advanced Encryption

Standard

Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến

API

Application

Programming Interface

Giao diện lập trình ứng dụng

C Ciphertext Bản mã

CNSS

Committee on National

Security Systems

Ủy ban hệ thống an ninh quốc gia

CSA Cloud Security Alliance

Liên minh an ninh điện toán đám

mây

DSS

Digital Signature

Standard

Chuẩn chữ ký số

DSA/DSS

Digital Signature

Algorithm/ Digital

Signature Standard

Thuật toán/ Chuẩn chữ ký số do

Chính phủ Mỹ đề xuất

E, D Encryption, Decryption

Thuật toán mã hóa, Thuật toán giải

mã

GCD

Greatest Common

Divisor

Ước chung lớn nhất

GF(P)

Trường số nguyên tố P

GF(2)

Trường nhị phân

IT Information Technology Công nghệ thông tin

ISO International Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế