Thạc Sĩ Nghiên cứu chữ ký số trong ứng dụng quản lý tài liệu lưu trữ quốc gia

3


LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài luận văn này và có kiến thức như ngày hôm nay, đầu tiên
tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu cùng toàn thể thầy cô khoa Công
nghệ thông tin - Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận
tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu cho
tôi cùng toàn thể các học viên cao học khóa 19 trong suốt quá trình học tập và
nghiên cứu tại trường.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS. Hồ Văn
Hương - Ban Cơ yếu Chính phủ đã tận tình hướng dẫn, quan tâm và động viên
tôi trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu, xây dựng và hoàn thành luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám đốc Trung tâm Tin học, Ban
Giám đốc Trung tâm Lưu trữ quốc gia đã nhiệt tình chỉ dẫn và cung cấp những
yêu cầu thực tế của bài toán Những kiến thức quan trọng này đã giúp ích cho tôi
rất nhiều trong quá trình cài đặt thử nghiệm.
Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn nhưng do thời gian và khả năng còn
nhiều hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi những sai sót nhất định, rất mong
được sự thông cảm cũng như sự chỉ dẫn, góp ý của thầy cô và bạn bè để luận
văn được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời chúc sức khỏe và thành đạt tới tất cả quý thầy cô,
quý đồng nghiệp cùng gia đình và bạn bè.

Học viên


Trần Danh Đại 4


MỤC LỤC
Lời mở đầu 8
Chương 1: Tổng quan về an toàn thông tin, khảo sát thực trạng tài liệu tại các
Trung tâm lưu trữ quốc gia . 10
1.1. Tổng quan về an toàn thông tin 10
1.2. An toàn thông tin trong tài liệu lưu trữ quốc gia 11
1.3. Khảo sát thực trạng tài liệu tại các Trung tâm Lưu trữ quốc gia . 12
1.3.1. Giới thiệu Trung tâm Lưu trữ quốc gia 12
1.3.2. Khảo sát tài liệu lưu trữ tại các Trung tâm Lưu trữ quốc gia 12
1.3.3. Tổng hợp cơ sở dữ liệu tại các Trung tâm Lưu trữ quốc gia . 16
1.3.4. Tổng hợp tài liệu số hóa tại Trung tâm Lưu trữ quốc gia 22
Chương 2: Nghiên cứu cở sở lý thuyết về chữ ký số ứng dụng trong quản lý tài
liệu lưu trữ quốc gia. . 25
2.1. Mã hóa dữ liệu 25
2.1.1. Khái niệm mật mã . 25
2.1.2. Phân loại hệ mật mã 26
2.2. Hàm băm mật mã 29
2.2.1. Định nghĩa . 29
2.2.2. Phân loại hàm băm 29
2.2.3. Họ hàm băm SHA . 30
2.3. Chữ ký số 31
2.3.1. Định nghĩa . 31
2.3.2. Các ưu điểm của chữ ký số . 31
2.3.3. Thực hiện chữ ký số khóa công khai 32
2.3.4. Chữ ký số RSA . 32
2.3.5. Lược đồ ký số RSA 34
2.3.6. Lược đồ xác thực chữ ký RSA . 34
2.3.7. Đánh giá độ chi phí, tốc độ và độ an toàn của thuật toán RSA . 35
2.4. Hạ tầng khóa công khai (PKI) 37
2.4.1. Giới thiệu PKI . 37
2.4.2. Chức năng của PKI . 37 5


2.4.3. Các thành phần của PKI . 37
2.4.4. Mô hình hoạt động của PKI 38
2.4.5. Các chức năng cơ bản của PKI . 39
2.4.6. Các mô hình của PKI 40
2.5. Chứng thư số . 40
2.5.1. Giới thiệu chứng thư số 40
2.5.2. Các thành phần chính trong chứng thư: . 40
2.5.3. Ứng dụng chứng thư số 41
2.6. File định dạng PDF và chữ ký số . 41
Chương 3: Xây dựng ứng dụng ký số cho tài liệu lưu trữ quốc gia . 43
3.1. Xây dựng yêu cầu của ứng dụng chữ ký số cho tài liệu lưu trữ quốc gia43
3.1.1. Xây dựng bài toán chuyển tài liệu từ file định dạng JPEG sang định
dạng PDF 43
3.2. Lựa chọn hàm băm đại diện và chữ ký số cho tài liệu lưu trữ . 44
3.3. Xây dựng ứng dụng và ký số tài liệu 44
3.3.1. Quá trình ký số file tài liệu . 44
3.3.2. Quá trình mã hóa 44
3.3.3. Quá trình giải mã: . 45
3.3.4. Quá trình xác thực 46
3.3.5. Yêu cầu của ứng dụng xây dựng 46
3.3.6. Một số hình ảnh của ứng dụng ký số 49
4. Kết luận 53
5. Tài liệu tham khảo 54
6. Phụ lục: Mã nguồn chương trình . 55


6


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Bảng 1.1: Bảng tổng hợp dữ liệu đặc tả tại Trung tâm Lưu trữ quốc gia 22
Bảng 1.2: Bảng tổng hợp dữ liệu toàn văn tại Trung tâm Lưu trữ quốc gia . 23
Bảng 2.1: Quá trình mã hóa và giải mã 26
Bảng 2.2: Mô hình hệ thống mã hoá khoá bí mật 27
Bảng 2.3: Mô hình hệ thống mã hoá với khoá công khai 28
Bảng 2.4: Ảnh minh họa làm việc của một hàm băm 29
Bảng 2.5: Các tính chất cơ bản của thuật toán băm . 30
Bảng 2.6: Lược đồ ký số RSA 34
Bảng 2.7: Lược đồ xác thực chữ ký RSA . 35
Bảng 2.8: Mô hình PKI . 38
Bảng 2.9: Quy trình đăng ký chứng thư số 39
Bảng 3.1: Mô hình mã hóa file . 45
Bảng 3.2: Mô hình xác thực 46
Bảng 3.3: Giao diện ứng dụng 49
Bảng 3.4: Chức năng chuyển đổi file JPEG sang PDF và ký số tài liệu . 50
Bảng 3.5: Giao diện chọn chứng thư số và tùy chọn hình ảnh đại diện 50
Bảng 3.6: Lựa chọn hình ảnh đại diện 51
Bảng 3.7: Lựa chọn chứng thư để ký 51
Bảng 3.8: Tùy chọn mã hóa dữ liệu 52
7


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
STT Từ viết tắt Từ đầy đủ tiếng Việt
1 CVTLTNN Cục Văn thư và Lưu trữ nhà nước
2 TTLTQG Trung tâm Lưu trữ quốc gia
3 TLLT Tài liệu lưu trữ
4 PKI Hạ tầng khóa công khai
5 CA Chứng thực
6 CRL Danh sách chứng thư số bị thu hồi
7 OCSP Giao thức kiểm tra chữ ký số trực tuyến
8 SSL Giao thức bảo mật để áp dụng bảo mật kênh truyền tin.
9 PKCS Chuẩn mật mã hạ tầng khóa công khai
10 PIN Mật khẩu để truy xuất vào một thiết bị chữ ký số.
11 MAC Mã xác thực thông báo
12 OCSP Giao thức xác thực chữ ký số trực tuyến

8


LỜI MỞ ĐẦU
Tài liệu lưu trữ quốc gia là di sản văn hoá của dân tộc, có giá trị về chính
trị, kinh tế, quốc phòng, an ninh, ngoại giao, văn hóa, giáo dục, khoa học và
công nghệ được hình thành trong quá trình hoạt động của các cơ quan, tổ chức,
cá nhân gia đình, dòng họ tiêu biểu. Nó có giá trị đặc biệt đối với sự nghiệp xây
dựng và bảo vệ tổ quốc Việt Nam xã hội chủ nghĩa.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác quản lý tài liệu lưu trữ
giúp việc quản lý, nâng cao tuổi thọ tài liệu gốc và phục vụ nhanh chóng, kịp
thời yêu cầu tra cứu tài liệu lưu trữ mọi lúc, mọi nơi. Muốn vậy chúng ta phải
chuyển tài liệu từ dạng truyền thống sang tài liệu lưu trữ dạng điện tử (tài liệu
số). Khi chuyển sang tài liệu lưu trữ điện tử, tài liệu phải phải bảo đảm tính xác
thực, tính toàn vẹn, nhất quán, an toàn thông tin, tính chống chối bỏ, có khả
năng truy cập và chuyển đổi theo thời gian ở môi trường điện tử ngay từ khi tài
liệu được tạo lập.
Hiện nay, các Trung tâm Lưu trữ quốc gia đã số hoá được trên 12 triệu file
tài liệu, tuy nhiên tất cả các hệ thống dữ liệu này chưa áp kỹ thuật để đảm bảo
tính toàn vẹn và xác thực của dữ liệu cũng như tính bảo mật của tài liệu dẫn đến
tình trạng có thể sai lệch hoặc giả mạo dữ liệu đều có thể xảy ra khi đưa vào
khai thác sử dụng. Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng chữ ký số trong quản lý
tài liệu lưu trữ quốc gia đáp ứng nhu cầu đòi hỏi cấp thiết hiện nay trong quản
lý và khai thác tài liệu điện tử.
Xuất phát từ lý do trên tôi đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu chữ ký số trong
ứng dụng quản lý tài liệu lưu trữ quốc gia.”
- Ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục tài liệu tham khảo luận văn được
kết cấu thành 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về an toàn thông tin, khảo sát thực trạng tài liệu lưu
trữ tại các Trung tâm Lưu trữ quốc gia
Trong chương này trình bày tổng quan về an toàn thông tin, an toàn
thông tin trong tài liệu Lưu trữ. Phần cuối chương chú trọng vào việc khảo
sát thực trạng tài liệu lưu trữ tại các Trung tâm Lưu trữ quốc gia.
Chương 2: Nghiên cứu cở sở lý thuyết về chữ ký số ứng dụng trong quản
lý tài liệu lưu trữ quốc gia
Trong chương này sẽ trình bày các kiến thức cơ sở về lý thuyết liên quan
như các hệ mật mã, hạ tầng khoá công khai, hàm Băm, chữ ký số, chữ ký 9


số RSA. Kết chương là phần nghiên cứu về hạ tầng khóa công khai và
chứng thư số.
Chương 3: Xây dựng ứng dụng chữ ký số cho tài liệu lưu trữ quốc gia.
Trong chương này đã đưa ra xây dựng ứng dụng ký số quản lý tài liệu lưu
trữ quốc gia, cuối chương có một số hình ảnh và mã nguồn minh họa.