Bài giảng Mạng máy tính - Chương 7: Bảo mật mạng

Chương 7  
Bảo mật mạng  
Computer Networking:  
A Top Down Approach  
Featuring the Internet,  
3rd edition.  
Jim Kurose, Keith Ross  
Addison-Wesley, July  
2004.  
Slide này được biên dịch sang tiếng Việt theo  
sự cho phép của các tác giả  
All material copyright 1996-2006  
J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved  
Bảo mật mạng  
1
Chương 7: Bảo mật mạng  
Mục tiêu:  
hiểu các nguyên lý của bảo mật mạng:  
mật mã  
chứng thực  
tính toàn vẹn  
khóa phân bố  
bảo mật trong thực tế:  
các firewall  
bảo mật trong các lớp application, transport,  
network, link  
Bảo mật mạng  
2
7.1 Bảo mật mạng là gì?  
Bảo mật mạng  
3
Bảo mật mạng là gì?  
Sự bảo mật: chỉ có người gửi, người nhận mới “hiểu”  
được nội dung thông điệp  
người gửi mã hóa thông điệp  
người nhận giải mã thông điệp  
Chứng thực: người gửi, người nhận xác định là nhận ra  
nhau  
Sự toàn vẹn thông điệp: người gửi, người nhận muốn  
bảo đảm thông điệp không bị thay đổi (trên đường  
truyền hoặc sau khi nhận) mà không bị phát hiện  
Truy cập & tính sẵn sàng: các dịch vụ phải có khả năng  
truy cập và sẵn sàng đối với các user  
Bảo mật mạng  
4
Bạn và kẻ thù: Alice, Bob, Trudy  
Bob, Alice (bạn bè) muốn truyền thông “an toàn”  
Trudy (kẻ xâm nhập) có thể ngăn chặn, xóa, thêm các  
thông điệp  
Alice  
Bob  
dữ liệu, các thông  
điệp điều khiển  
kênh  
truyền  
an toàn  
nhận  
an toàn  
dữ liệu  
dữ liệu  
Trudy  
Bảo mật mạng  
5
Bob, Alice có thể là những ai?  
trình duyệt Web/server cho các giao dịch  
điện tử  
client/server ngân hàng trực tuyến  
DNS servers  
các router trao đổi thông tin cập nhật bảng  
routing  
.v.v.  
Bảo mật mạng  
6
Bạn và kẻ thù  
Hỏi: Kẻ xấu có thể làm những việc gì?  
Đáp: rất nhiều!  
nghe lén: ngăn chặn các thông điệp  
kích hoạt chèn các thông điệp vào trong kết nối  
(ghiảoặdcanbhấ:tckóỳtthrểườginảgmnạàoo đtrịaoncghỉđnóg)uồn trong gói  
ncưgướờp:i “gtửiếi photặụcc”ngkưếtờinnốhi ậhniệbnằhnàgnchhnínhhưnhgọthay  
tdừùncgh(ốđiồdnịcghnvgụh:ĩadịqcuhávtụảih)iện tại bị người khác  
.v.v.  
Bảo mật mạng  
7
7.2 Các nguyên lý mã hóa  
Bảo mật mạng  
8
Ngôn ngữ mã hóa  
khóa mã  
của Alice  
khóa mã  
của Bob  
K
K
A
B
giải thuật  
giải thuật  
giải mã  
văn bản đã mã hóa  
văn bản gốc  
văn bản gốc  
mã hóa  
khóa đối xứng: khóa bên gửi và bên nhận giống nhau  
khóa công cộng: khóa mã chung, khóa giải mã bí mật  
(riêng)  
Bảo mật mạng  
9
Mã hóa khóa đối xứng  
mật mã thay thế: thay thứ này thành thứ khác  
mã hóa ký tự đơn: thay thế từng ký tự một  
văn bản gốc: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz  
văn bản đã mã hóa: mnbvcxzasdfghjklpoiuytrewq  
ví dụ:  
văn bản gốc: bob. i love you. alice  
mã hóa thành: nkn. s gktc wky. mgsbc  
Hỏi: Bẻ khóa kiểu mã hóa đơn giản này dễ không?  
❑ brute force (khó như thế nào?)  
❑ khác?  
Bảo mật mạng  
10  
Mã hóa khóa đối xứng  
K
K
A-B  
A-B  
giải thuật  
mã hóa  
giải thuật  
giải mã  
văn bản đã mã  
văn bản gốc  
văn bản gốc, m  
K (m)  
KA-B(m)  
m = KA-B(  
)
A-B  
khóa đối xứng: Bob và Alice cùng biết (đối xứng)  
A-B  
khóa: K  
vd: khóa được biết trong mẫu mã hóa ký tự  
đơn  
Hỏi: Làm thế nào Bob và Alice thỏa thuận giá  
Bảo mật mạng  
11  
trị khóa?  
Mã hóa khóa đối xứng: DES  
DES: Data Encryption Standard  
chuẩn mã hóa của Hoa Kỳ [NIST 1993]  
khóa đối xứng 56-bit, văn bản gốc vào 64-bit  
Bảo mật trong DES như thế nào?  
chưa có cách tiếp cận “backdoor-cửa sau” để giải mã  
làm cho DES bảo mật hơn:  
dùng 3 khóa tuần tự (3-DES) trong mỗi datum  
dùng cơ chế liên kết khối mã  
Bảo mật mạng  
12  
Mã hóa khóa  
đối xứng: DES  
DES hoạt động  
hoán vị đầu tiên  
16 vòng giống nhau, mỗi  
vòng dùng khóa 48  
bit khác nhau  
hoán vị cuối cùng  
Bảo mật mạng  
13  
AES: Advanced Encryption Standard  
chuẩn NIST khóa đối xứng mới (tháng 11-  
2001) thay thế cho DES  
dữ liệu xử lý từng khối 128 bit  
các khóa 128, 192, hoặc 256 bit  
giải mã brute force (thử sai) tốn 1s với  
DES, tốn 149 tỷ tỷ năm với AES  
Bảo mật mạng  
14  
Mã hóa khóa công cộng  
khóa đối xứng  
Mã hóa khóa công cộng  
yêu cầu người gửi,  
người nhận phải biết  
khóa công cộng  
Hỏi: làm sao biết khóa  
công cộng đó trong lần  
đầu tiên (đặc biệt với  
những người chưa bao  
giờ gặp trước)?  
tiếp cận khác hoàn  
toàn  
người gửi, người nhận  
không chia sẻ khóa  
công cộng  
khóa công cộng cho  
mọi người đều biết  
khóa giải mã riêng chỉ  
có người nhận biết  
Bảo mật mạng  
15  
Mã hóa khóa công cộng  
KB+  
khóa công  
cộng của Bob  
K B-  
khóa riêng của  
Bob  
encryption  
algorithm  
decryption  
algorithm  
văn bản gốc  
văn bản gốc  
văn bản đã mã  
KB+(m)  
m
m = KB-(K+(m))  
B
Bảo mật mạng  
16  
Giải thuật mã hóa khóa công cộng  
Yêu cầu:  
+
-
B
.
.
1 cần K ( ) và K ( ) như sau:  
B
-
+
K (K (m)) = m  
B
B
+
2
cho khóa công cộng K , nó phải  
B
không thể tính toán ra được  
-
khóa riêng K  
B
giải thuật RSA: Rivest, Shamir, Adelson  
Bảo mật mạng  
17  
RSA: chọn các khóa  
1. Chọn 2 số nguyên tố lớn p, q (mỗi số có thể đến 1024 bit)  
2. Tính n = pq, z = (p-1)(q-1)  
3. Chọn e (với e<n) sao cho không có thừa số chung với z.  
(e, z là nguyên tố cùng nhau).  
4. Chọn d sao cho ed-1 chia hết cho z.  
(nói cách khác: ed mod z = 1 ).  
5. khóa công cộng là (n,e). khóa riêng là (n,d).  
-
B
+
B
K
K
Bảo mật mạng  
18  
RSA: mã hóa, giải mã  
0. Cho (n,e) và (n,d) theo tính toán ở trên  
1. Để mã hóa mẫu bit, m, tính:  
e
c = m mod n  
2. Để giải mã mẫu bit, c, tính:  
d
m = c mod n  
d
e
m = (m mod n) mod n  
c
Bảo mật mạng  
19  
RSA ví dụ:  
Bob chọn p=5, q=7. Thì n=35, z=24.  
e=5 (vì e, z nguyên tố cùng nhau).  
d=29 (vì ed-1 chia hết cho z)  
e
e
m
m
c = m mod n  
ký tự  
mã hóa:  
l
1524832  
17  
12  
d
d
c
17  
c
ký tự  
m = c mod n  
giải mã:  
481968572106750915091411825223071697  
12  
l
Bảo mật mạng  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
ppt 86 trang myanh 27440 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạng máy tính - Chương 7: Bảo mật mạng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pptbai_giang_mang_may_tinh_chuong_7_bao_mat_mang.ppt