Đồ án Vấn đề an ninh, an toàn trong trao đổi dữ liệu điện tử

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tới tất cả các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn tin học đã trực tiếp giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian em học tập tại trường để em hoàn thành tốt khóa học. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, tiến sĩ Hồ Văn Canh, trong thời gian thực tập và làm tốt nghiệp vừa qua, thầy giành nhiều thời gian và tâm huyết để hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Em xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo và toàn thể cán bộ, nhân viên trong Công ty TNHH thiết bị điện tử - tin học Phương Đông, nơi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em thực tập. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng 08 năm 2007 Sinh viên Đào Thị Thu Hường LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay công nghệ thông tin được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, mạng thông tin đa phương tiện phủ khắp cả nước, nối với hầu hết các tổ chức, các gia đình. Thông tin trở thành tài nguyên quan trọng nhất của nền kinh tế. Để tận dụng cơ hội, vượt qua thách thức, rút ngắn khoảng cách với các nước phát triển, hầu hết các quốc gia đã hoạch định và thực hiện các chiến lược phát triển kinh tế tri thức, trong đó đổi mới và số hóa bộ máy nhà nước, làm cho bộ máy họat động nhanh nhạy hơn, linh hoạt hơn và có trách nhiệm hơn. Thông qua trao đổi điện tử các cá nhân và tổ chức có thể trao đổi trực tiếp với nhau hoặc thực hiện giao dịch thương mại. Tuy nhiên có một số phần tử hiện nay đang lợi dụng hoạt động đó để nhằm phục vụ cho các mục đích không tốt không chỉ gây thiệt hại lớn về kinh tế mà còn gây hại đến an ninh quốc gia. Vì vậy, an ninh, an toàn trong trao đổi dữ liệu là điều kiện quan trọng không thể thiếu. Xuất phát từ yêu cầu đó, em đã chọn đề tài nghiên cứu là: “Tìm hiểu vấn đề an ninh, an toàn trong trao đổi dữ liệu điện tử”. Kết quả nghiên cứu của em được chia làm hai phần chính đó là: vấn đề an ninh, an toàn trong thương mại điện tử và một số giải pháp nhằm đảm bảo bí mật, an toàn trong trao đổi điện tử, mà chủ yếu là tìm hiểu các giải pháp mật mã hóa dữ liệu. Do khả năng và thời gian hạn chế nên trong đồ án này có lẽ còn nhiều khiếm khuyết, em rất mong được các thầy cô chỉ bảo. Em xin chân thành cảm ơn. CHƯƠNG 1: TRAO ĐỔI THÔNG TIN ĐIỆN TỬ Tổng quan Tín hiệu điện tử là một phần tử nhỏ bé nhất mang thông tin, chúng được truyền dẫn từ nơi này đến nơi khác do đó con người có thể giao tiếp được với nhau bất chấp khoảng cách và thời gian. Trên internet, thông tin điện tử bao gồm các ký tự, hình ảnh hoặc các dạng thông tin nhị phân khác được trao đối dưới những thủ tục chặt chẽ. Trong đó thư tín điện tử và các dữ liệu điện tử khác là những thành phần quan trọng để hình thành một xã hội mới – xã hội Internet toàn cầu. Hệ thống thư bưu điện Người gửi Bưu cục địa phương Bưu cục địa phương Hệ thống hộp thư Người nhận Hệ thống hộp thư Trước hết chúng ta xem xét mô hình dịch vụ thư tín mà bất cứ hệ thống bưu điện của quốc gia nào cũng cung cấp: Hình 1: Mô hình dịch vụ thư tín bưu điện Mô tả hệ thống dịch vụ này: Người gửi đóng gói bưu kiện giao cho bưu cục địa phương.Tại đây các bưu kiện được tập hợp lại theo địa chỉ kế tiếp mà nó phải đến trước khi đến địa chỉ cuối cùng gần nơi người nhận. Tại phía người nhận, bưu cục địa phương sẽ chuyển bưu kiện đến tận tay người nhận (nếu họ có thể nhận thư). Nếu người nhận có hộp thư tại bưu điện thì bưu kiện sẽ được lưu tại hộp thư này cho tới khi người nhận đến lấy. Có thể nói, về mặt mô hình, dịch vụ chuyển phát thư của bưu điện có thể chia thành hai dạng: chuyển phát và tạm lưu trữ. Các mô hình khái niệm dịch vụ này đã được áp dụng vào Internet ngay từ buổi đầu. Mỗi mô hình dịch vụ trên mạng toàn cầu đều được mô tả thành những tiêu chuẩn, đó là các thủ tục (Protocol). Đối với thư tín điện tử, các thủ tục hiện đang sử dụng rộng rãi là: SMTP và POP/IMAP. Hệ thống thư điện tử Thư điện tử, hay email (electronic mail) là một hệ thống chuyển nhận thư từ qua các mạng máy tính. Nó là một phương tiện thông tin rất nhanh. Một mẫu thông tin (thư từ) có thể được gửi đi ở dạng mã hóa hay thông thường và được chuyển qua các mạng máy tính đặc biệt là mạng Internet. Nó có thể chuyển một mẫu thông tin từ một máy nguồn tới một hay rất nhiều máy nhận trong cùng lúc. Trong phần này đề cập tới những giải pháp công nghệ cho dịch vụ thư điện tử hiện hành đó là: SMTP, IMAP, POP và mới nhất là Web-mail. SMTP SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) ra đời 8/1982, là thủ tục chuyển phát thư đầu tiên ra đời như một bộ phận của thủ tục TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). SMTP sử dụng cổng 25 để chuyển các tin nhắn từ người gửi tới người nhận. SMTP cung cấp các câu lệnh chính là MAIL, RCPT, DATA. Các tùy chọn cho thủ tục SMTP: SEND,VERIFY, EXPAND. Hoạt động của hệ thống thư theo thủ tục SMTP như sau: Máy gửi thư (Remote Host Sender) sẽ hỏi máy nhận thư (Local Host Receiver) bằng câu lệnh MAIL. Nếu máy nhận sẵn sàng nhận thư nó sẽ trả lời OK. Máy gửi bắt đầu gọi tên người nhận bằng câu lênh RCPT. Máy nhận nghe danh sách người nhận mà máy gửi vừa thông báo, nếu nằm trong danh sách đăng ký của nó thì trả lời OK và thiết lập trạng thái nhận dữ liệu. Hạn chế của SMTP là phương pháp chuyển thư end – to – end mà thủ tục vận dụng (Các thư dễ bị nghẽn tắc ở đầu gửi khi phía nhận không sẵn sàng nhận thư). POP – IMAP Thủ tục POP Thủ tục POP (Post Office Protocol), ra đời khoảng năm 1988, cho phép máy trạm có thể chủ động truy cập vào nơi lưu trữ thư (maildrop) trên máy chủ một cách hợp lý. Hiện tại thông dụng nhất là POP3 (Post Office Protocol Version 3). Thiết lập kết nối – TCP 110 Huỷ bỏ kết nối Xác thực Trao đổi Cập nhật Tổng quan, POP3 là một hệ client/server với máy chủ POP3 khởi động dịch vụ tại cổng TCP 110. Khi cần lấy thư client kết nối với máy chủ tại cổng này để sử dụng dịch vụ. Để bắt đầu phiên giao dịch, máy chủ gửi một thông điệp chào đón (greeting) máy client. Sau đó client và server bắt đầu trao đổi các câu lệnh cho tới khi huỷ bỏ kết nối. Hình dưới là các trạng thái của máy chủ POP3: Hình 2: Các trạng thái của máy chủ POP3 Sau khi thiết lập kết nối, dịch vụ POP3 lần lượt qua một số trạng thái cơ bản: Cấp quyền (Authoziration), Giao dịch(Transaction), Cập nhật(Update), Kết thúc(Quit). POP3 có cơ chế đảm bảo an ninh tốt hơn SMTP khi máy chủ là người quyết định việc cho phép máy trạm truy cập vào maildrop mà nó đang giữ. Thủ tục IMAP IMAP (Internet Message Access Protocol) ra đời trướcPOP3, dùng để quản lý thư lưu trên máy chủ trong cùng mạng (local host). Phiên bản phổ biến nhất là IMAP4 – cho phép người dùng có thể quản lý thư của mình trên máy chủ, cho phép các thao tác: khởi tạo, truy nhập, sắp xếp, tìm kiếm. IMAP được thiết kế theo mô hình client/server. Chương trình client nhận thư bắt đầu thao tác trước. Mỗi câu lệnh mà client yêu cầu được server gán nhãn (tag) duy nhất. Logout, kết thúc kết nối Non - Authenticated Authenticated Selected Kết nối không xác thực trước Kết nối có xác thực trước Hủy bỏ kết nối Login OK Logout OK Khởi tạo kết nối và máy chủ greeting Logout OK Logout OK Select/Examine OK Select/Examine FAILED Close OK Hình 3: Các trạng thái của IMAP server POP/IMAP đã cung cấp dịch vụ khá hoàn hảo cho phép client truy cập vào máy chủ thư để lấy, xóa, lưu trữ,... thư gửi cho họ. Mỗi người dùng cần có một cặp USER/PASS cần thiết cho việc xác thực và cấp quyền truy nhập. Người dùng không có khả năng thấy được maildrop của người khác, cũng như không cần phải truy nhập vào hệ thống. POP/IMAP cung cấp khả năng bảo đảm an ninh cho hệ thống tốt hơn SMTP khi client không thể thấy các thông tin về hệ thống máy chủ ngoại trừ thư mục mà họ được phép truy cập. WWW Email Hiện nay dịch vụ mới xuất hiện này được cung cấp một cách miễn phí. Người dùng có thể sử dụng bất kỳ máy nào, ở bất kỳ đâu để truy nhập vào hộp thư mà mình đăng ký miễn là máy này được nối vào Internet và cài đặt trnh duyệt www. Đối với người sử dụng, đây là một dịch vụ hết sức tiện lợi vì không phải gò bó trong giới hạn mạng của nhà cung cấp dịch vụ mà họ đăng ký. Sự tiện lợi của WWW Email đã làm cho số người sử dụng dịch vụ này tăng lên nhanh chóng. Và vấn đề kiểm soát thư điện tử dựa trên cơ sở WWW là một thử thách lớn. Các máy chủ phải thường xuyên được cập nhật rất nhanh để loại bỏ những lỗ hổng an ninh cho hệ thống dữ liệu mà nó quản lý. CHƯƠNG 2: AN NINH TRONG TRAO ĐỔI DỮ LIỆU ĐIỆN TỬ 2.1 Kiến trúc EDI Trao đổi dữ liệu (EDI – Electronic Data Interchange) được xem như một kỹ thuật mang lại lợi ích thực sự về mặt quản lý chi phí trong lĩnh vực công nghiệp và chính phủ. GỦI Phần mềm ứng dụng (đơn đặt hàng, hoá đơn…) EDI dịch vụ định khuôn dạng (EDIFACT, X12,…) EDI dịch vụ định khuôn dạng (EDIFACT, X12,…) NHẬN Phần mềm ứng dụng (đơn đặt hàng, hoá đơn,..) Dịch vụ giao tiếp Dịch vụ giao tiếp Mạng giao tiếp (Mail, PSTN, PSDN,…) Trong trao đổi dữ liệu điện tử, giấy tờ được thay thế bởi việc trao đổi thông tin điện tử. Hình 4: Kiến trúc EDI Về cơ bản, một hệ thống EDI tối thiểu gồm 4 thành phần cơ bản (hình 4): Tập các ứng dụng của người dùng (xử lý đơn đặt hàng, xử lý hoá đơn…) với cách trình bày đặc thù riêng biệt của chúng. Tập các quá trình (thủ tục) để chuyển đổi thông tin từ dạng đặc thù sang dạng chuẩn được thoả thuận trước để trao đổi (chẳng hạn ANSI X12, EDIFACT,…). Tập các quá trình (thủ tục) tạo gói tin dùng để biến đổi các thông tin đã được đưa về dạng chuẩn thành dạng thích hợp cho mạng truyền tin được sử dụng thành phương tiện giao liên giữa các ứng dụng. Mạng truyền tin hay cơ chế vận chuyển thông tin. Có rất nhiều phương tiện truyền tin khác nhau có thể ứng dụng trong hệ EDI. Tiêu biểu là X.400 dùng trong dịch vụ trao đổi tin nhắn (Message Handling Service – Thư điện tử. Tóm lại, khái niệm đơn giản EDI là thiết lập một tập những khuôn dạng chuẩn thông tin chung và riêng cho từng ngành sao cho những giao dịch có thể được truyền và xử lý một cách trực tiếp từ máy tính này đến máy tính kia. 2.2 Vấn đề an ninh cho EDI Ngày nay việc trao đổi dữ liệu thông qua các phương tiện điện tử được ứng dụng rất phổ biến. Tuy nhiên nó cũng gây nên những hiểm hoạ về an ninh cũng như sự thống nhất, toàn vẹn của hoạt động này. Các trường hợp dẫn đến tình trạng dữ liệu bị: thay đổi (hoặc sai lạc), phá hoại, mất mát, dùng lại (hoặc sao chép), trì hoãn, hay bị phủ nhận trách nhiệm dù vô tình hay cố ý đều cần được xem xét cụ thể. Từ đó, những yêu cầu về dịch vụ an ninh bắt buộc trong việc phát triển một hệ thống EDI bao gồm: Xác nhận Chống thoái thác của phía nguồn tin (trong giao dịch) Chống thoái thác của phía nhận tin (trong giao dịch) Tính toàn vẹn (của giao dịch) Tính bảo mật (của giao dịch). Những quy định cho cơ chế và kỹ thuật đảm bảo an ninh nhằm thỏa mãn những yêu cầu kể trên xuất phát từ các lĩnh vực an ninh cho hạ tầng cơ sở vật chất, an ninh tổ chức cán bộ, an ninh hành chính,… Đối với hệ thống EDI, cơ chế an ninh hạ tầng cơ sở vật chất bao gồm: hệ thống giám sát, thiết bị khoá và hệ thống quản lý truy nhập, thiết bị điều khiển (như chuông báo động) … Còn kỹ thuật và xử lý an ninh ứng dụng trong an ninh tổ chức cán bộ thì bao gồm: kiểm tra hồ sơ lý lịch nhân viên… Cơ chế ứng dụng an ninh mạng máy tính và an ninh mạng thông tin thường lẫn lộn. Trong mô hình OSI 7 lớp thì an ninh chia thành hai loại: cơ cấu an ninh đặc thù và cơ cấu an ninh chung. Những cơ cấu an ninh chung phù hợp với hệ thống EDI gồm phát hiện và ghi lại theo thứ tự những sự kiện quan trọng. Nó còn bao gồm cả những kỹ thuật và quy tắc nhằm khôi phục thông tin cũng như nhằm đưa hệ thống bị sai hỏng trở về trạng thái hoạt động bình thường. Cơ cấu an ninh đặc thù (như mật mã, chữ ký số,…) áp dụng trong mô hình tham chiếu OSI cũng có thể ứng dụng trong việc đảm bảo an ninh cho hệ thống EDI. 2.3 Ứng dụng an ninh cho EDI Trong giai đoạn đầu của quá trình quản lý rủi ro, việc sử dụng các cơ cấu an ninh phù hợp với việc bảo vệ dữ liệu EDI đã được xác định. Khi một xử lý an ninh chung được thực hiện (ví dụ kiểm tra tính toàn vẹn), thì những cơ chế an ninh phải được kích hoạt trong khi toàn thông tin của EDI phải được giữ nguyên vẹn. Các dịch vụ an ninh có thể xuất hiện tại hai lớp: ¨ Lớp dịch vụ giao tiếp hay mạng giao tiếp. ¨ Lớp dịch vụ định khuôn dạng. Về nguyên tắc, các cơ cấu an ninh có thể được lựa chọn áp dụng ít nhất một trong hai lớp trên. 2.3.1 Lớp dịch vụ giao tiếp mạng Hiện nay sự phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực viễn thông hướng vào những sản phẩm tương thích X.400 cho xử lý thư tín (chẳng hạn thư điện tử). Việc sử dụng hệ thống X.400 để chuyển thư EDI được ưa chuộng hơn vì X.400 tương thích với mô hình OSI, nên những sản phẩm phù hợp với tiêu chuẩn này có khả năng cung cấp toàn bộ những dịch vụ an toàn (như xác nhận, toàn vẹn,…). Để bổ sung cho các chuẩn X.400, nhiều khuyến nghị khác đã được phát triển liên quan tới việc cung cấp danh bạ (directories) người sử dụng truyền thông. Hệ thống chuẩn X.509 đề cập cụ thể tới vấn đề xác nhận người sử dụng trong một quy mô bất kỳ (phạm vi toàn cầu). Những sản phẩm tương thích với X.400 nói cách khác là những sản phẩm cung cấp đầy đủ những dịch vụ an ninh đang ngày càng trở nên phổ biến. Do đó, dưới góc độ phát triển của một tổ chức, việc cung cấp an ninh cho EDI qua lớp dịch vụ mạng giao tiếp an toàn chẳng hạn như dựa trên X.400 là hết sức cần thiết. 2.3.2 Lớp dịch vụ tạo khuôn dạng Từ cấu trúc EDI đã mô tả trên, lớp dịch vụ tạo khuôn dạng rõ ràng nằm dưới sự quản lý trực tiếp của tổ chức sử dụng EDI. Những phương tiện này bao gồm bảo đảm toàn vẹn, bảo mật và xác nhận người sử dụng dựa trên kỹ thuật mật mã chẳng hạn như DES. Tương tự, nhiệm vụ bảo mật toàn bộ phần thông tin EDI (khác với việc xác định và xử lý nơi đi/nơi đến) cũng ứng dụng tương đối rõ ràng kỹ thuật mật mã. Hiệu quả của quá trình này phụ thuộc vào thủ tục quản lý khoá mã thích hợp giữa hai bên giao tiếp - vấn đề này độc lập với những cơ chế an ninh. 2.4 Hiểm hoạ Virus máy tính Mối hiểm hoạ đang ngày càng được quan tâm trong lĩnh vực trao đổi dữ liệu điện tử (và rộng hơn là của toàn công nghệ thông tin) là khả năng máy tính hoặc một hệ thống thông tin của một tổ chức bị nhiễm virus máy tính lan truyền qua hệ thống EDI hay giao tiếp mạng. Không mấy khó khăn để thiết lập các thủ tục quản lý hành chính đủ để chống lại dạng tấn công bằng virus máy tính. Tuy nhiên, người tấn công vẫn có thể sử dụng một loại “bug” hoặc một lỗi nào đó trong hệ thống phần mềm EDI hoặc hệ thống thư tín thành viên nhằm cho phép virus hoặc một chương trình trái phép thâm nhập vào hệ thống. Và việc kiểm soát phần mềm EDI và các hệ thống liên quan cho phép ngăn chặn, phát hiện và hạn chế tối đa hiểm hoạ virus máy tính gây ra. Mặc dù EDI rất đơn giản về khái niệm nhưng cơ chế an ninh, an toàn, toàn vẹn dữ liệu và hệ thống EDI lại hết sức phức tạp và được nghiên cứu hết sức kỹ lưỡng. Các chuẩn X.400, X.500, X.12, cũng như nhiều phương thức bảo mật và bảo đảm an toàn dữ liệu điện tử đã được nghiên cứu, phát triển như DES, IDEA, MD4, MD5,… Như vậy, từ trao đổi thư điện tử đến trao đổi dữ liệu điện tử là một bước tiến dài, một sự thay đổi về chất. Và hiểu rõ về trao đổi dữ liệu điện tử là tiền đề không thể thiếu để tìm hiểu về một cộng đồng các tổ chức kinh doanh, xã hội mới xuất hiện khi Internet trở thành một phương tiện thông tin không thể thiếu – xã hội mới đó là Thương mại điện tử (TMĐT). CHƯƠNG 3: MỘT SỐ VẤN ĐỀ AN NINH TRONG THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ (TMĐT) 3.1 Tổng quan Sự bùng nổ thông tin ở cuối thập kỷ này đã dẫn đến những cuộc cách mạng về truyền dẫn và xử lý thông tin trên phạm vi toàn thế giới. Quan hệ buôn bán, trao đổi thông tin trên mọi lĩnh vực trong đó có lĩnh vực thương mại giữa các nước - bất kể là chế độ chính trị khác nhau – ngày càng phát triển sâu rộng. Kỷ nguyên số hoá thực sự đã bắt đầu và tỏ rõ tính ưu việt của nó trong truyền và xử lý thông tin. Và việc ứng dụng TMĐT là một vấn đề có tính chiến lược. TMĐT gây tác động rộng rãi đến toàn xã hội và sâu sắc đến mỗi người. Nó có thể làm chuyển hóa lối sống theo hướng số hoá. Do đó TMĐT được xem như một phương thức hoạt động chứ không đơn thuần chỉ là mục tiêu kinh doanh. Bên cạnh những lợi ích kinh tế to lớn, TMĐT còn được lợi dụng như là công cụ để tác động tiêu cực về kinh tế và lối sống trên toàn xã hội, liên quan tới an ninh quốc gia (ANQG). 3.2 An ninh quốc gia trong TMĐT Mục tiêu của ANQG là giữ vững ổn định chính trị, xã hội, đảm bảo sự phát triển kinh tế - xã hội lành mạnh và có hiệu quả theo định hướng XHCN, tiếp thu có chọn lọc những tinh hoa văn hoá nhân loại, đảm bảo truyền thống văn hoá dân tộc, thực hiện hội nhập kinh tế trong khu vực và trên phạm vi toàn thế giới, giữ vững nền độc lập dân tộc đảm bảo mục tiêu mà Đảng ta vạch ra là “dân giàu nước mạnh, xã hội công bằng, dân chủ và văn minh”. Để bảo vệ những mục tiêu trên, trước hết chúng ta cần nghiên cứu các khía cạnh liên quan đến ANQG trên TMĐT là: 3.2.1 An ninh kinh tế trong TMĐT Nội dung an ninh kinh tế trong TMĐT bao gồm: Đảm bảo phát triển nền kinh tế theo định hướng XHCN sau khi tham gia TMĐT Bảo vệ đội ngũ cán bộ quản lý kinh tế nói chung và đội ngũ cán bộ trực tiếp tham gia các hoạt động TMĐT nói riêng. Đề phòng các thế lực thù địch làm tha hoá đội ngũ cán bộ của ta. Bảo vệ bí mật kinh tế, chống lại các hoạt động tình báo kinh tế, phá hoại, chống hoạt động của bọn tội phạm kinh tế trong TMĐT, chống buôn lậu, gian lận thương mại. 3.2.2 An ninh văn hoá trong TMĐT TMĐT là một loại hình dịch vụ mới trên Internet. Sự tác động văn hoá – xã hội của TMĐT cũng đang là một mối quan tâm quốc tế. Bên cạnh những tác động tích cực, hàng loạt tác động tiêu cực của nó đang xuất hiện. TMĐT có thể bị các phần tử xấu lợi dụng để môi giới, giao dịch, mua bán văn hoá phẩm đồi truỵ, phản động, các hoạt động mại dâm, buôn bán ma tuý. Bọn maphia có thể lợi dụng TMĐT như một phương tiện hữu hiệu phục vụ cho các hoạt động tẩy rửa tiền, chuyển tiền bất hợp pháp… 3.2.3 An ninh thông tin trong TMĐT An ninh, an toàn thông tin trong TMĐT bao gồm các nội dung sau: Đảm bảo an toàn cho các hoạt động và trao đổi thông tin cho các hệ thống máy tính khi tham gia TMĐT. Đảm bảo bí mật các thông tin kinh tế trong TMĐT. Đây là vấn đề có tính sống còn đối với TMĐT. Mọi thông tin trao đổi qua hệ thống máy tính của doanh nghiệp và khách hàng đều phải được mật mã hoá. Việc sử dụng mật mã để bảo vệ thông tin trao đổi trên mạng Internet phải do chính phủ quyết định và được thể chế thành các điều luật cụ thể. 3.2.4 Chống lệ thuộc công nghệ trong TMĐT Hiện nay, Mỹ là một nước đang khống chế hầu như toàn bộ CNTT quốc tế cả phần cứng lẫn phần mềm. Và Mỹ cũng là nước đang đi đầu trong sự phát triển kinh tế số hoá và TMĐT. Khi thương mại được số hoá thì trên thực tế kinh tế toàn thế giới sẽ nằm trong tầm khống chế công nghệ của Mỹ. Theo đà này, Mỹ sẽ giữ vai trò bán CNTT cho toàn thế giới. Điều đó không chỉ mang lại cho Mỹ lợi ích to lớn về kinh tế mà còn giúp Mỹ nắm được nhiều bí mật (kinh tế, quốc phòng,…) của các nước có đẳng cấp thấp hơn. Vì vậy TMĐT vừa là cơ hội, vừa là thách thức đối với các nước đang phát triển. Tham gia TMĐT là một tất yếu khách quan nhưng phải có chiến lược phù hợp để khỏi trở thành một quốc gia lệ thuộc về công nghệ. Trong tương lai chúng ta không thể giữ vững được ANQG nếu không làm chủ được CNTT và lệ thuộc hoàn toàn vào CNTT nước ngoài. 3.2.5 Những giải pháp chủ yếu trong TMĐT Để đảm bảo tốt ANQG trong TMĐT, cần thực hiện tốt các biện pháp: 1 – Cần tạo ra và hoàn thiện một môi trường pháp lý trên lĩnh vực TMĐT – Giáo dục, bồi dưỡng và đào tạo nguồn nhân lực – Xây dựng cho được một cơ sở hạ tầng công nghệ đủ tin cậy – Nghiên cứu kinh nghiệm một số nước đã tham gia TMĐT Đối với nước ta hiện nay mặc dù đã tham gia vào TMĐT nhưng vẫn phải có bước đi cụ thể thích hợp và được kiểm soát chặt chẽ, nếu không thì “lợi bất cập hại”. Vì những lý do chủ yếu sau đây: Trình độ dân trí của nhìn chung không đồng đều, trình độ quản lý của các cơ quan chức năng còn yếu. Cơ sở hạ tầng của ta còn kém về mọi mặt, sự phát triển CNTT thì mang tính du kích. CHƯƠNG 4: PGP VỚI THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ PGP Giới thiệu Mật mã hoá PGP (Pretty Good Privacy) là một chương trình máy tính dùng để mã hóa dữ liệu và xác thực. Phiên bản PGP đầu tiên do Phil Zimermann công bố vào năm 1991. Kể từ đó đến nay chương trình này đã có nhiều cải tiến và hiện nay tập đoàn PGP cung cấp nhiều chương trình dựa trên nền tảng này. Với mục tiêu ban đầu là phục vụ cho mã hóa thư điện tử. PGP hiện nay đã trở thành một giải pháp cho các công ty lớn, chính phủ cũng như các cá nhân.Các phần mềm dựa trên PGP được dùng để mã hóa và bảo vệ thông tin lưu trữ trên máy tính xách tay, máy tính để bàn, máy chủ và trong quá trình trao đổi thông qua email, IM hoặc chuyển file.. Các phiên bản mới của PGP cho phép sử dụng cả hai tiêu chuẩn OpenPGP và S/MIME, cho phép trao đổi với bất kỳ ứng dụng nào tuân theo tiêu chuẩn của NIST. Hoạt động của PGP PGP sử dụng kết hợp hệ mã đối xứng và hệ mã bất đối xứng( hệ mật mã khóa công khai) cộng thêm hệ thống các lập mối quan hệ giữa khóa công khai với chỉ danh người dùng (ID). Ta có thể tóm tắt quá trình làm việc của PGP như sau: Đầu vào chương trình là: - một bản thông báo cần gửi X - passphrase của người gửi thông báo X Lúc đó, PGP sẽ thực hiện theo các môđun (các bước) cơ bản sau: 1/- Nén bản rõ X bởi thuật toán nén ZIP: Y = Z(X) (Nếu cần thì thực hiện lược đồ ký số). 2/- Sinh khóa phiên (mã đối xứng) bằng cách dùng hàm HASH (có thể là MD5 hoặc SHA-1) để “băm” passphrase và cho kết quả khóa K gồm 128 bit (dùng DES thì chỉ cần 56 bit khóa). 3/- Mã bản thông báo đã được nén với khóa K được sinh ra ở bước 2/: C = EK(Y) (Ở đây E có thể là DES, IDEA hoặc AES). 4/- Mã hóa khóa phiên K bởi một thuật toán mật mã khóa công khai Eo: M = Eo(K) (Trong đó, Eo chỉ có thể là RSA hoặc Elgamal). 5/- Gửi cặp (M, C) đến nơi nhận (coi như đầu ra của PGP). Và nơi nhận muốn đọc được thông báo thì thực hiện những bước ngược lại. Các chức năng PGP được dùng với 3 chức năng chính: Mã hóa và ký các file. Giải mã, xác thực các chữ ký và các file. Quản lý các khóa mà bạn có: thiết lập thuộc tính, xác nhận tính hợp lệ… Cấu trúc file của PGP Khuôn dạng file (file format) là một tập hợp các quy tắc mô tả cách xây dựng file, gồm các quy tắc được phép và không được phép đối với một file. OpenPGP là khuôn dạng chuẩn mà PGP tuân theo, cho phép nhiều chương trình khác nhau có thể sử dụng chúng. Khuôn dạng file theo OpenPGP được dùng trong nhiều kiểu file, những thông báo được mã hóa bằng PGP (file có phần mở rộng .pgp), những file chữ ký độc lập (.sig), file chứa khóa được truyền đi (.asc), file chứa khóa công khai (.pkr) và khóa riêng (.skr). Hai kiểu file khóa công cộng và khóa riêng được tạo ra trong quá trình cài đặt PGP và có tên được đặt mặc định là pubring.pkr và sercing.skr. Các gói (Packets) Các gói khóa (Key packets) Các gói chữ ký (Signature packets) Các gói khác (Other packets) Key ID và fingerprint ASCII Armor An ninh Khi được sử dụng đúng cách PGP được xem là có độ an toàn cao. Hiện nay chưa có phương pháp nào được biết tới có khả năng phá vỡ được PGP ở tất cả các phiên bản. Trái với SSL chỉ nhằm bảo vệ thông tin trên đường truyền, PGP có thể bảo vệ cả dữ liệu cho mục đích lưu trữ lâu dài (hệ thống file). Cũng như các hệ thống mật mã và phần mềm khác, an ninh của PGP có thể bị vô hiệu trong trường hợp sử dụng sai hoặc thông qua các dạng tấn công gián tiếp. Ngoài ra, an ninh của PGP phụ thuộc vào các giả định về thuật toán mà nó sử dụng trong điều kiện về thiết bị và kỹ thuật đương thời. Những phiên bản PGP gần đây hỗ trợ thêm những thuật toán khác nữa vì thế mức độ an toàn trước tấn công về mặt mật mã học cũng thay đổi. Các thuật toán mã hoá thư điện tử trong PGP Có 3 loại thuật toán được sử dụng trong PGP: Mã khoá đối xứng (Mã khối). Mã khoá bất đối xứng. Hàm băm. Mã khối đối xứng Mật mã khối được cấu trúc trên nguyên tắc là bản tin được chia thành các khối có độ dài bằng nhau và việc mã hoá tiến hành theo từng khối độc lập nhau. Độ bảo mật của mã trong trường hợp này phụ thuộc vào độ dài của khối và độ phức tạp của thuật toán mã. Nếu kích cỡ của khối quá bé thì việc giải mã không mấy khó khăn do dò tìm được đặc tính cấu trúc thống kê của bản rõ. Nếu tăng kích thước khối thì mức độ cấu trúc thống kê cũng tăng theo số mũ và nếu kích cỡ khối tiến đến đoạn tin thì tác dụng mã khối sẽ giảm. IDEA IDEA (Internatinoal Data Encryption Algorithm) là một phương pháp mã khối được phát triển bởi Xuejia Lai và James Massey của ETH Zurich và được công bố lần đầu tiên vào năm 1991. Phương pháp này đưa ra như một sự thay thế cho phương pháp cũ DEA (Data Encryption Standard), lúc đầu IDEA có tên là IPES (Improved Proposed Encryption Standard). Sau này IDEA đã trở thành tên thương mại. Nó sẽ hết hạn vào năm 2010-2011. Ngày nay, IDEA thuộc quyền sở hữu của MediaCrypt. IDEA được sử dụng trong PGP V2.0 và đã được xác nhận sau khi phiên bản đầu tiên V1.0 được phát hiện là không còn an toàn nữa. IDEA là một mã khối 64 bits với 128 bits khóa.Thiết kế của mã này được dựa trên cơ sở của phép cộng modulo 2( ), phép cộng modulo 216 và phép nhân modulo 216+1(số nguyên tố 65537). Khóa trong IDEA được chia thành các khóa con, mỗi khóa 16 bits. Thuật toán có 8 vòng lặp, mỗi vòng sử dụng 6 khóa con giả sử S1, S2,S3,…S6 và đến lần biến đổi cuối cùng sử dụng 4 khóa con (S1, S2, S3, S4). 64 bit đầu vào được chia thành 4 khối (X1, X2, X3, X4), mỗi khối 16 bit. A = X1 + S1. Cộng modulo 216 B = X2 + S2 C = X3 + S3 D = X4 * S4. Nhân modulo 216 + 1 E = A C F = B D G = E * S5 H = F + G I = H * S6 J = G + I K = A I L = C I M = B J N = D J - Cách thực hiện trong mỗi vòng: +S1 +S2 +S3 *S4 X1 X2 X3 X4 A B C D E F *S5 G H *S6 I J K M L N - Sơ đồ: Đầu ra của mỗi vòng lặp gồm 4 khối và đầu ra này lại là đầu vào cho lần biến đổi tiếp theo. *S1 *S2 *S3 *S4 X1 X2 X3 X4 Z Y X W Sau vòng lặp thứ 8, lần biến đổi cuối cùng được thực hiện với 4 khóa con mới (S1, S2, S3, S4) như sau: AES Giới thiệu Chuẩn mã hóa nâng cao AES (Advanced Encryption Standard) là chuẩn đã chiến thắng trong cuộc thi được chính phủ Mỹ tổ chức năm 1977 sau khi chuẩn mã hóa dữ liệu DES được phát hiện là quá yếu vì độ dài khóa nhỏ và sự tiến bộ không ngừng của công nghệ phát triển các bộ vi xử lý. Thuật toán được thiết kế bởi hai nhà mật mã học người Bỉ: Joan Daemen và Vincent Rijmen (lấy tên chung là “Rijndael” ) AES là 1 mạng hoán vị thay thế mà nó có hàng loạt các phép toán học sử dụng sự thay thế (gọi là S-box) và hoán vị (gọi là P- box). AES có thể dễ dàng thực hiện với tốc độ cao bằng phần mềm hoặc phần cứng và không đòi hỏi nhiều bộ nhớ. Do AES là một tiêu chuẩn mã hoá mới, nó đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng. Các khoá con sử dụng trong các chu trình được tạo ra bởi quá trình tạo khoá con Rijndael. AES là một mật mã khối lặp với độ dài khối cố định là 128 bit và độ dài khóa thay đổi (128, 192 và 256 bit). Những sự biến đổi khác vận hành trên các kết quả trung gian gọi là trạng thái (state). State là một mảng hình chữ nhật với kích thước 4x4. Các phép toán của AES gồm: AddRoundKey: Mỗi byte của khối State được kết hợp với khoá con, các khoá con này được tạo ra từ quá trình tạo khoá con Rijndael; Trong đó: b(i,j) = a(i,j) xor k(i,j). SubBytes (Thay các byte): Mỗi một byte trong bảng State được thay thế bằng một byte khác theo bảng tra (Rijndael S-Box); ShiftRow (Dịch chuyển hàng): Mỗi hàng trong mảng 4x4 được dịch chuyển một lượng nhất định sang trái; MixColumn (Trộn các cột): Quá trình trộn làm việc theo các cột trong khối theo một phép biến đổi tuyến tính. An toàn Vào thời điểm năm 2006, dạng tấn công lên AES duy nhất thành công là tấn công kênh bên (side channel attack). Cơ quan nội địa Hoa Kỳ (NSA) đã xem xét các thuật toán lọt vào vòng chung kết cuộc thi AES và kết luận tất cả các thuật toán (bao gồm cả Rijndael) đủ an toàn để áp dụng cho các thông tin mật của chính phủ Hoa Kỳ. Mã khoá bất đối xứng (Thuật toán khoá công khai) Mật mã hoá khoá công khai là một dạng mật mã hoá cho phép người sử dụng trao đổi các thông tin mật mà không cần phải trao đổi các khoá chung bí mật trước đó. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một cặp khoá có quan hệ toán học với nhau là khoá công khai và khoá cá nhân (khoá bí mật). Trong đó, khoá cá nhân phải được giữ bí mật trong khi khoá công khai được phổ biến công khai. Trong 2 khoá, một dùng để mã hoá và khoá còn lại dùng để giải mã. Điều quan trọng đối với hệ thống là không thể tìm ra khoá bí mật nếu chỉ biết khoá công khai. RSA Giới thiệu RSA là một thuật toán mật mã hoá khoá công khai. Đây là thuật toán đầu tiên phù hợp với việc tạo ra chữ ký điện tử đồng thời với việc mã hoá. Nó đánh dấu sự tiến bộ vượt bậc của lĩnh vực mật mã học trong việc sử dụng khoá công cộng. RSA sử dụng phổ biến trong thương mại điện tử và được cho là đảm bảo an toàn với điều kiện độ dài khoá đủ lớn. Thuật toán được Ron Rivest, Adi Shamir và Len Adlenman mô tả lần đầu tiên vào năm 1977 tại học viện công nghệ Massachusetts (MIT) và tên của nó được lấy từ 3 chữ cái đầu của tên 3 tác giả. Hoạt động Mô tả sơ lược: Thuật toán RSA có hai khoá: khoá công khai (hay khoá công cộng) và khoá bí mật (hay khoá cá nhân). Mỗi khoá là những số cố định sử dụng trong quá trình mã hoá và giải mã. Khoá công khai được công bố rộng rãi cho mọi người và được dùng để mã hoá. Những thông tin được mã hoá bằng khoá công khai chỉ có thể được giải mã bằng khoá bí mật tương ứng. Nói cách khác, mọi người đều có thể mã hoá nhưng chỉ có người biết khoá bí mật mới có thể giải mã được. Tạo chữ ký số cho văn bản Sender Message Signature + Hash Function Message Digest + Sender’s Private Key Receiver Message Signature + Hash Function Message Digest = Message Digest Sender’s Private Key Message Signature Hàm băm (Hash) MD5 Giải thuật MD5 (Message Digest) là giải thuật được phát triển bởi Ron Rivest – là 1 trong 3 tác giả của RSA. Nó được ứng dụng cho chữ ký điện tử. Thiết kế của MD5 dựa trên một hàm nén: nó biến dữ liệu đầu vào có độ dài tùy ý thành dữ liệu đầu ra có độ dài cố định là 128 bit. Để băm một dữ liệu đầu vào, ta cần thêm vào dữ liệu đó các bit 0 để tạo thành khối 64 bit là ước của 512. Để kiểm tra tính toàn vẹn của khối dữ liệu lớn, người ta sử dụng chữ ký số để đại diện cho khối dữ liệu đó bằng cách dùng hàm băm: với đầu vào là một thông điệp bất kỳ, đầu ra là một chuỗi bit có độ dài xác định trước gọi là thông điệp tóm tắt (message digest). ABCD Thông điệp 100…0 HMD5 HMD5 HMD5 HMD5 512 bit 512 bit 512 bit 512 bit 512 512 512 512 128 128 128 128 128 bit K bit Đệm (1÷512 bit) Độ dài thông điệp ( K mod 264) …. Hình 5: Quá trình xử lý thông điệp của MD5. Để tạo một bản tóm tắt của MD5 gồm các bước sau: Bước 1: Thêm những bit đệm (Append Padding Bits) Bước 2: Thêm bit độ dài Bước 3: Khởi tạo bộ đệm MD Bước 4: Xử lý thông báo trong những khối 512 bit (16 từ) Bước 5: Đầu ra KẾT LUẬN Thư tín điện tử, trao đổi dữ liệu điện tử và thương mại điện tử là các cấp độ phát triển, hoàn thiện hoá khác nhau của dịch vụ mạng toàn cầu Internet. Đi từ thô sơ đến phức tạp, dịch vụ mạng toàn cầu hoá Internet là kết tinh công sức của biết bao nghiên cứu, tìm tòi cả về kỹ thuật công nghệ lẫn đúc kết, tổng hợp quá trình quản lý xã hội. Kiểm soát Internet là kiểm soát một xã hội đang ngày càng bùng nổ về mặt dân số. Nó đụng chạm đến rất nhiều vấn đề hết sức phức tạp khác nhau kể cả về mặt hạ tầng cơ sở lẫn quản lý hành chính. Do kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, chỉ tham khảo tài liệu và tình hình phát triển Internet ở một số nước nên đề tài này của em có thể chưa đề cập đầy đủ các vấn đề cần quan tâm. Mong các thầy cô bỏ qua và góp ý cho. Em xin chân thành cảm ơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. A security analysis of Pretty Good Privacy, Sieuwert van Otterloo, September 7, 2001. [2]. Giải thuật lập trình cho việc mã và giải mã dữ liệu theo chuẩn AES, Hoàng Minh Tuấn, tháng 4 – 2007. [3]. Lý thuyết mật mã và an toàn thông tin, Phan Đình Diệu, Khoa công nghệ - Đại học Quốc gia Hà nội. [4]. Thương mại điện tử , Trần Ngọc Thái. [5]. An toàn bảo mật thông tin, Lê Thụy. [6]. Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, de.wikipedia.org. [7]. www.pgp.com. PHỤ LỤC GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PGP DESKTOP 9.6.2 Để bắt đầu ta khởi động ta có thể click chuột phải vào biểu tượng của chương trình và chọn như sau: Giao diện chính của chương trình xuất hiện: Các chức năng chính của chương trình bao gồm: New PGP Key (tạo Key) New PGP ZIP (tạo file nén .ZIP) Mã hóa và ký (Encrypt & Sign) Giải mã và xác thực (Decrypt & Verify). Để tạo file nén ta có thể click vào biểu tượng trên thanh công cụ hoặc vào File Ò New Ò PGP Zip và chọn file cần nén. Sau đó mã hóa file nén đó bằng cách lựa chọn một trong những option dưới: Chọn option Recipient keys khi bạn có khóa của tất cả người nhận. Cách này có độ an toàn cao vì chỉ có người nhận có khóa bí mật mới có thể mở được. Chọn Passphrase khi bạn không có khóa công khai của người nhận, bạn sử dụng passphrase để mã hóa file. Cách này không an toàn vì bạn phải share passphrase cho mọi người dùng…. Nếu bạn mã hóa file này cho bạn thì bạn cần phải có một keypair (một cặp khóa riêng và khóa bí mật) như sau: File Ò New PGP Key ta được: Click Next Ò Advanced: để thiết lập khóa Key Rồi gõ vào Passphrase: Bạn cần gửi khóa công khai của mình cho những người nhận: click PGP sẽ tự động tạo ra một file *.asc đính kèm vào mail gửi cho người nhận Và khi muốn gửi email cho người nhận bạn click nút ta được Cuối cùng để giải mã một file đã nén và mã hóa bạn phải nhập passphrasse Kết qua ta được file cần giải mã và xác thực.