Đồ Án Tổng quan về mã hóa và lớp Crytography trong .NET

LỜI NÓI ĐẦU​ ​ Mật mã (Cryptography) là ngành khoa học là ngành nghiên cứu các kỹ thuật toán học nhằm cung cấp các dịch vụ bảo vệ thông tin. Đây là ngành khoa học quan trọng, có nhiều ứng dụng trong đời sống – xã hội.
Khoa học mật mã đã ra đời từ hàng nghìn năm. Tuy nhiên, trong suốt nhiều thế kỷ, các kết quả của lĩnh vực này hầu như không được ứng dụng trong các lĩnh vực dân sự thông thường của đời sống – xã hội mà chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực quân sự, chính trị, ngoại giao . Ngày nay, các ứng dụng mã hóa và bảo mật thông tin đang được sử dụng ngày càng phổ biến trong các lĩnh vực khác nhau trên thế giới, từ các lĩnh vực an ninh, quân sự, quốc phòng , cho đến các lĩnh vực dân sự như thương mại điện tử, ngân hàng
Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng của Internet và các ứng dụng giao dịch điện tử trên mạng, nhu cầu bảo vệ thông tin trong các hệ thống và ứng dụng điện tử ngày càng được quan tâm và có ý nghĩa hết sức quan trọng. Các kết quả của khoa học mật mã ngày càng được triển khai trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống – xã hội, trong đó phải kể đến rất nhiều những ứng dụng đa dạng trong lĩnh vực dân sự, thương mại .Các ứng dụng mã hóa thông tin cá nhân, trao đổi thông tin kinh doanh, thực hiện các giao dịch điện tử qua mạng . đã trở nên gần gũi và quen thuộc với mọi người.
Cùng với sự phát triển của khoa học máy tính và Internet, các nghiên cứu và ứng dụng của mật mã học ngày càng trở nên đa dạng hơn, mở ra nhiều hướng nghiên cứu chuyên sâu vào từng lĩnh vực ứng dụng đặc thù với những đặc trưng riêng. Ứng dụng của khoa học mật mã không chỉ đơn thuần là mã hóa và giải mã thông tin mà còn bao gồm nhiều vấn đề khác nhau cần được nghiên cứu và giải quyết, ví dụ như chứng thực nguồn gốc nội dung thông tin (kỹ thuật chữ ký điện tử), chứng nhận tính xác thực về người sở hữu mã khóa (chứng nhận khóa công cộng), các quy trình giúp trao đổi thông tin và thực hiện giao dịch điện tử an toàn trên mạng .
Các ứng dụng của mật mã học và khoa học bảo vệ thông tin rất đa dạng và phong phú, tùy vào tính đặc thù của mỗi hệ thống bảo vệ thông tin mà ứng dụng sẽ có các tính năng với đặc trưng riêng. Trong đó, chúng ta có thể kể ra một số tính năng chính của hệ thống bảo vệ thông tin:
· Tính bảo mật thông tin: hệ thống đảm bảo thông tin được giữ bí mật. Thông tin có thể bị phát hiện, ví dụ như trong quá trình truyền nhận, nhưng người tấn công không thể hiểu được nội dung thông tin bị đánh cắp này.
· Tính toàn vẹn thông tin: hệ thống bảo đảm tính toàn vẹn thông tin trong liên lạc hoặc giúp phát hiện rằng thông tin đã bị sửa đổi.
· Xác thực các đối tác trong liên lạc và xác thực nội dung thông tin trong liên lạc.
· Chống lại sự thoái thác trách nhiệm: hệ thống đảm bảo một đối tác bất kỳ trong hệ thống không thể từ chối trách nhiệm về hành động mà mình đã thực hiện.
Những kết quả nghiên cứu về mật mã cũng đã được đưa vào trong các hệ thống phức tạp hơn, kết hợp với những kỹ thuật khác để đáp ứng yêu cầu đa dạng của các hệ thống ứng dụng khác nhau trong thực tế, ví dụ như hệ thống bỏ phiếu bầu cử qua mạng, hệ thống đào tạo từ xa, hệ thống quản lý an ninh của các đơn vị với hướng tiếp cận sinh trắc học, hệ thống cung cấp dịch vụ đa phương tiện trên mạng với yêu cầu cung cấp dịch vụ và bảo vệ bản quyền sở hữu trí tuệ đối với thông tin số .
Trong báo cáo thực tập này em sẽ trình bày quá trình tìm hiểu tổng quan về mã hóa và lớp Crytography trong .NET trong việc bảo vệ thông tin.





MỤC LỤC​ Lời nói đầu . 3
Chương 1: Tổng quan về mật mã học . 5
1.1 Mật mã học . 5
1.2 Hệ thống mã hóa . 6
1.3 Các tính chất cơ bản của quá trình bảo mật và mã hóa 7
1.4 Hệ thống mã hóa quy ước (mã hóa đối xứng) . 8
1.4.1 Phương pháp mã hóa dịch chuyển 9
1.4.2 Phương pháp mã hóa thay thế 10
1.4.3 Phương pháp Affine . 11
1.4.4 Phương pháp Vigenere . 11
1.4.5 Phương pháp Hill . 12
1.4.6 Phương pháp mã hóa hoán vị . 13
1.4.7 Phương pháp DES 14
1.4.8 Phương pháp mã hóa Rijndael 16
1.5 Hệ thống mã hóa khóa công cộng (mã hóa bất đối xứng) và phương pháp RSA 18
Chương 2: .NET Framework . 20
2.1 Định nghĩa .NET . 20
2.2 Mục tiêu của .NET 20
2.3 Các dịch vụ .NET . 23
2.4 Tác động của .NET đối với chuyên gia CNTT 24
2.5 Tác động của .NET đối với người dùng 26
2.6 Kiến trúc .NET Framework 27
2.6.1 Common Language Runtime 28
2.6.2 Base Class Libraries . 32
2.6.3 ASP.NET 33
Chương 3: .NET Framework trong bảo mật 35
3.1 .NET Framework và Common Language Runtime 35
3.2 .NET Framework đơn giản hóa việc bảo mật như thế nào 35
3.3 Độ tin cậy và nền tảng .NET 36
3.4 Quản lý mã và định kiểu an toàn 37
Chương 4: Lớp Cryptogaraphy và một số loại mã hóa được hỗ trợ bởi .NET 39
4.1 Tổng quan lớp Cryptography . 39
4.2 Các thuật toán mã hóa đối xứng trong .NET 40
4.3 Các thuật toán mã hóa bất đối xứng trong .NET 45
4.4 Các thuật toán hàm băm trong .NET Framework : . 51
4.4.1 Lớp HashAlgorithm . 53
4.4.2 Lớp MD5 và SHA . 54
4.4.3 Lớp KeyedHashAlgorithm 54
4.4.4 Định danh đối tượng . 55
Chương 5: Lập trình với mã hóa đối xứng và mã hóa bất đối xứng trong .NET 57
5.1 Lập trình mã hóa đối xứng trong .NET 57
5.1.1 Mã hóa file với thuật toán mã hóa đối xứng . 57
5.1.2 Giải mã file với thuật toán mã hóa đối xứng . 65
5.1.3 Cryptogphaph Stream 68
5.1.4 Chống lại khóa yếu . 69
5.1.5 Tổng kết . 70
5.2 Lập trình mã hóa bất đối xứng trong .NET 70
5.2.1 Sinh cặp khóa Công khai-Bí mật 70
5.2.2 Lưu khóa dưới dạng XML 72
5.2.3 Mã hóa file với thuật toán mã hóa bất đối xứng . 73
5.2.4 Giải mã file với thuật toán mã hóa bất đối xứng . 75
5.2.5 Tổng kết . 76
5.3 Lợi ích của việc sử dụng .NET cũng như lớp Crpytography trong lập trình bảo mật 76
Kết luận . 77
Tài liệu tham khảo . 79