Đồ Án Nghiên cứu lược đồ chữ ký số và xây dựng ứng dụng

MỞ ĐẦU
Bảo mật và xác thực thông tin luôn là vấn đề cấp thiết được đặt ra cho các cơ quan, xí nghiệp. Đặc biệt là trong nền kinh tế thị trường hiện nay, thông tin luôn đóng vai trò quan trọng trong các chiến lược kinh doanh của đơn vị.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ thông tin và truyền thông cho phép các cơ quan, xí nghiệp có thể kết nối với Internet thông qua các đường truyền thuê bao tốc độ cao. Tạo ra một môi trường truyền thông thuận lợi cho quá trình trao đổi và chia sẻ thông tin giữa các đơn vị. Tuy nhiên, môi trường này còn tiềm ẩn những vấn đề, gây nên sự mất an toàn cho việc lưu trữ và trao đổi thông tin.
Ngoài những lợi ích to lớn đem lại, Internet còn tạo điều kiện cho các hacker có thể xâm nhập vào hệ thống các máy chủ, để tìm kiếm và đánh cắp thông tin nhằm phục vụ cho lợi ích riêng của mình. Hơn nữa, khi thực hiện trao đổi qua mạng Internet, người nhận không thể xác thực được nguồn gốc của thông tin, dẫn đến tình trạng thông tin dễ bị giả mạo bởi người khác.
Vì vậy, vấn đề đặt ra ở đây là làm thế nào để bảo vệ được các thông tin quan trọng(ví dụ như các email, tin nhắn ) không bị sai lệch trên đường truyền, không bị lộ và đánh cắp do sự xâm nhập của hacker, đồng thời chứng minh (xác thực) được nguồn gốc đích thực của thông tin khi nhận.
Trước những yêu cầu cấp thiết đó, việc nghiên cứu và ứng dụng chữ ký số trong việc trao đổi thông tin qua mạng cũng như trong các giao dịch điện tử là một giải pháp tối ưu, đáp ứng tốt các yêu cầu về chứng thực nguồn gốc và tính toàn vẹn của thông tin. Ngoài ra, việc ứng dụng chữ ký số trên các thiết bị di động cũng đang là một xu hướng phát triển mới của thị trường, hứa hẹn đem lại những lợi ích tích cực cho cá nhân và doanh nghiệp bởi tính phổ biến của các thiết bị này.
Từ những phân tích trên, có thể nhận thấy đề tài “Nghiên cứu lược đồ chữ ký số và xây dựng ứng dụng ” của đồ án mang tính cấp thiết và có ý nghĩa quan trọng cả về lý thuyết lẫn ứng dụng thực tế. Đồ án đã mang đến cái nhìn sâu sắc hơn về chữ ký số thông qua lược đồ chữ ký số cụ thể dựa trên hệ mật mã RSA cùng với ứng dụng gửi tin nhắn có sử dụng chữ ký số trên các thiết bị di động Android qua môi trường Internet.
Nội dung đồ án bao gồm những chương sau:
 Chương 1: Chữ ký số và hệ mật mã khóa công khai
Chương này giới thiệu chung về xu hướng phát triển của chữ ký số hiện nay, bài toán ký số trên thiết bị di động, những khái niệm cơ bản về chữ ký số, cùng các đặc tính, yêu cầu, quy trình sử dụng của một hệ thống chữ ký số cũng như các ứng dụng của chữ ký số trong thực tế. Ngoài ra nội dung chương này còn trình bày sơ lược về hệ mật mã khóa công khai.
 
 Chương 2: Nghiên cứu lược đồ chữ ký số dựa trên hệ mật mã RSA
Chương này tập trung trình bày cơ sở lý thuyết áp dụng trong việc xây dựng lược đồ chữ ký số cụ thể dựa trên hệ mật mã khóa công khai RSA. Cụ thể bao gồm: các lý thuyết về hàm băm, các thuật toán chính sử dụng trong hệ mật mã RSA, tính chất của hệ RSA, các bài toán cơ sở cùng quá trình xây dựng lược đồ chữ ký số tổng quát và lược đồ chữ ký số cụ thể dựa trên hệ mật mã RSA.
 Chương 3: Xây dựng ứng dụng ký số trên thiết bị di động
Chương này giới thiệu chi tiết hơn về ký số trên thiết bị di động và tập trung trình bày việc xây dựng ứng dụng gửi tin nhắn có sử dụng chữ ký số trên các thiết bị di động Android thông qua môi trường Internet dựa trên cơ sở lý thuyết đã được xây dựng trong chương 2

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM ii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: CHỮ KÝ SỐ VÀ HỆ MẬT MÃ KHÓA CÔNG KHAI 3
1.1 Chữ ký số 3
1.1.1 Xu hướng phát triển chung 3
1.1.2 Khái niệm về chữ ký điện tử và chữ ký số 4
1.1.3 Đặc tính, yêu cầu của hệ thống chữ ký số 5
1.1.4 Mô hình chung của một hệ thống chữ ký số 6
1.1.5 Quy trình sử dụng chữ ký số 6
1.1.6 Chứng thực chữ ký số 8
1.1.7 Một số ứng dụng của chữ ký số 10
1.2 Hệ mật mã khóa công khai 10
1.2.1 Giới thiệu chung 10
1.2.2 Nguyên lý cơ bản của hệ mật mã khóa công khai 11
1.2.3 Hoạt động của hệ mật mã khóa công khai 12
1.2.4 Ứng dụng của hệ mật mã khóa công khai 13
1.2.5 Đánh giá hệ mật mã khóa công khai 13
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LƯỢC ĐỒ CHỮ KÝ SỐ DỰA TRÊN HỆ MẬT MÃ RSA 15
2.1 Giới thiệu chung về hàm băm 15
2.1.1 Hàm băm 15
2.1.2 Yêu cầu của một hàm băm 15
2.1.3 Hàm băm SHA-1 16
2.2 Thuật toán sử dụng trong hệ mật mã khóa công khai RSA 17
2.2.1 Lý thuyết số 17
2.2.2 Một số thuật toán sử dụng 18
2.3 Hệ mật mã RSA 21
2.3.1 Bài toán phân tích số nguyên 21
2.3.2 Định nghĩa các tập làm việc của RSA 21
2.3.3 Mô tả các quá trình tạo khóa, mã hóa và giải mã 21
2.3.4 Tính đúng đắn của quá trình giải mã 23
2.3.5 Một số phương pháp tấn công hệ mật mã RSA 25
2.3.6 Đánh giá hệ mật mã RSA 27
2.3.7 Ứng dụng của hệ mật mã RSA 28
2.4 Lược đồ chữ ký số 28
2.5 Xây dựng lược đồ chữ ký số dựa trên hệ mật RSA 29
2.5.1 Các bài toán cơ sở 29
2.5.2 Xây dựng lược đồ dạng tổng quát 30
2.5.3 Xây dựng lược đồ chữ ký cụ thể 31
2.5.4 Mức độ an toàn của lược đồ chữ ký số cụ thể 33
2.6 Một số lược đồ chữ kí số khác 34
2.6.1 Lược đồ chữ ký số Elgamal 34
2.6.2 Lược đồ chữ ký số DSA 35
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG KÝ SỐ TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG 37
3.1 Ký số trên thiết bị di động 37
3.2 Xây dựng bài toán cụ thể 37
3.2.1 Đặt vấn đề 37
3.2.2 Xác định bài toán 37
3.3 Thiết kế và cài đặt hệ thống 38
3.3.1 Thiết kế 38
3.3.2 Cài đặt chi tiết 40
3.4 Đánh giá kết quả 51
KẾT LUẬN 52
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 54