An ninh mạng - Phân phối khóa mật sử dụng mật mã khóa công khai

3. Phân phối khóa mật sử dụng 
mật mã khóa công khai 
Phân phối khóa mật đơn giản. 
Phân phối khóa mật với bảo mật và xác 
thực. 
Sơ đồ lai ghép. 
10/28/2012 63 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
3.1. Phân phối khóa mật đơn giản 
 Sơ đồ được đề xuất bởi Merkle. 
10/28/2012 64 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Các bước thực hiện 
1. A phát sinh cặp khoá công khai và khoá riêng (KUA, 
KRA) và truyền tin tức về phía B, bao gồm KUA và 
định danh của A (IDA). 
2. B phát sinh khoá mật Ks và truyền khoá này về phía 
A, tin tức được mã hoá bằng khoá công khai của A. 
10/28/2012 65 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
(tiếp) 
3. A tính DKRa[EKUa[Ks]], để khôi phục khoá mật . Bởi vì 
chỉ có A mới có khả năng giải mã bản tin đó, và chỉ 
có các A, B biết khoá mật Ks. 
4. A bỏ khóa KUa, KRa, còn B bỏ khóa KUa. 
10/28/2012 66 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Nhận xét 
 Sau khi kết thúc liên lạc, cả A, B đều vứt bỏ khoá 
mật Ks. 
 Không khảo sát tính đơn giản, thủ tục này quả là 
thuận lợi. 
 Không có khoá nào tồn tại trước mỗi phiên liên 
lạc, không có khoá nào còn lại sau mỗi phiên liên 
lạc. Bởi vậy, khả năng bị mất khoá trở nên rất 
hiếm hoi. Các cuộc liên lạc xem ra có vẻ an toàn. 
10/28/2012 67 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
(tiếp) 
 Không an toàn khi đối phương có thể chặn tin tức 
(giữ chậm hoặc thay đổi nội dung) → tấn công theo 
kiểu man-in-the-middle attack. 
 Đối phương có thể can thiệp vào phiên truyền thông 
theo cách sau (không phát hiện được). 
10/28/2012 68 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Mô tả 
1. A phát sinh cặp khoá công khai và khoá riêng (KUA, 
KRA) và truyền tin tức về phía B, bao gồm KUA và 
định danh của A (IDA). 
2. Đối phương E chặn tin tức, và tạo nên một cặp 
khoá giả (KUe, KRe) và truyền về phía B, bao gồm 
KUe và IDA. 
10/28/2012 69 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
(tiếp) 
3. B phát sinh khoá mật Ks và truyền với 
EKUe [Ks]. 
4. E chặn tin tức này và biết Ks khi tính 
DKRe[EKUe[Ks]]. 
5. E truyền cho A tin tức EKUa[Ks]]. 
10/28/2012 70 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Nhận xét 
 A và B đều biết Ks, nhưng sẽ không biết 
rằng Ks còn được biết cả bởi đối phương 
E. 
 Thủ tục sẽ hữu dụng chỉ trong trường 
hợp kênh truyền chỉ có một nguy cơ nghe 
trộm. 
10/28/2012 71 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
3.2. Phân phối khóa mật với sự bí 
mật và xác thực 
10/28/2012 72 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Nhận xét 
Mô hình có khả năng chống lại cả tấn công 
thụ động và chủ động. 
Mô hình được thực hiện với giả thiết A và B 
đã có khóa công khai của nhau. 
10/28/2012 73 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Các bước thực hiện 
1. A sử dụng khóa công khai của B để gửi cho B 
một văn bản mã, bao gồm định danh của A (IDA) 
và nonce (N1). 
2. B gửi tin tức cho A, tin tức được mã hoá nhờ 
KUA, bao gồm nonce (N1) và (N2. Rõ ràng rằng 
chỉ có B mới có khả năng giải mã tin tức (1), sự 
có mặt của N1 trong tin tức (2), thuyết phục A 
rằng tin tức đã được gửi từ phía B. 
10/28/2012 74 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
(tiếp) 
3. A gửi trở (N2), được mã hoá bằng khoá công 
khai của B, điều đó bảo đảm rằng tin tức là của 
phía A. 
4. A chọn khoá mật Ks và gửi cho B tin tức: M = 
EKUb [EKRa[Ks]]. 
 Tin tức này được mã hoá bằng khoá công khai của B, 
để chứng tỏ rằng chỉ có B mới giải mã được nhờ 
khoá riêng của mình, còn mã hoá bằng khoá riêng 
của A, xác thực rằng chỉ có A là người đã gửi tin tức 
đó. 
10/28/2012 75 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
(tiếp) 
5. B tính DKUa[EKRb[M]], để khôi phục lại được khoá 
mật Ks. 
10/28/2012 76 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
3.3. Sơ đồ lai ghép 
Phương pháp được sử dụng trên máy tính 
lớn của IBM (Le, A.; Matyas. S.; Johnson, D.; 
and Wilkins, J. "A Public Key Extension to 
the Common Cryptographic Architecture." 
IBM Systems Journal, No. 3, 1993.) 
10/28/2012 77 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Mô tả 
 Sử dụng trung tâm phân phối khóa KDC (chia xẻ 
khóa chủ với người dùng). 
 Phân phối khóa phiên bí mật được mã hóa bởi 
khóa chủ. 
 Sử dụng sơ đồ khóa công khai để phân phối khóa 
chủ. 
10/28/2012 78 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Nhận xét 
1. Hiệu năng: 
 Tồn tại nhiều ứng dụng, đặc biệt là các ứng dụng 
“transaction-oriented”, khoá phiên cần phải được thay đổi 
thường xuyên. Sự tạo khoá phiên nhờ sơ đồ khoá công khai có 
thể làm cho hiệu năng của hệ thống suy giảm, do yêu cầu cao 
cho việc tính toán khi mã/giải mã theo mật mã công khai. 
 Đối với sơ đồ ba mức với khoá công khai chỉ ứng dụng hạn 
chế, để thay đổi khoá chủ. 
10/28/2012 79 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
(tiếp) 
2. Tính hoà hợp ngược: 
 Sơ đồ lai ghép có thể dễ dàng được thực hiện dưới 
dạng mở rộng sơ đồ sử dụng KDC với sự thay đổi tối 
thiểu thủ tục đã định và chương trình bảo đảm. 
10/28/2012 80 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
3.4. Mô hình trao đổi khóa Diffie-
Hellman 
 Mục đích của sơ đồ là bảo đảm cho hai người sử 
dụng trao đổi khoá với nhau một cách an toàn, 
trước khi trao đổi số liệu. 
 Giới hạn của thuật toán chỉ là thủ tục trao đổi 
khoá. 
 Hiệu quả của thuật toán Diffie - Hellman là ở chỗ 
rất khó khăn trong việc tính toán logarit rời rạc. 
10/28/2012 81 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Mô hình trao đổi khóa Diffie-
Hellman 
10/28/2012 82 
Alice 
Khóa riêng của 
Alice 
Khóa công khai 
của Bob 
Khóa bí mật 
được chia xẻ 
Khóa công khai 
của Alice 
Khóa riêg của 
Bob 
Bob 
a gb ga b 
gba 
Khóa bí mật 
gab 
Khóa bí mật 
Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Mô hình truyền tin bí mật sử dụng trao đổi 
khóa diffie-hellman 
10/28/2012 83 
Người gửi
Người nhận
Tài liệu ban 
đầu
Tài liệu đã mã hóa
Quá trình 
mã hóa
Tài liệu ban 
đầu Quá trình 
giải mã
Chia sẻ 
khóa bí 
mật
Chia sẻ 
khóa bí 
mật
Khóa công khai 
của người nhận
Khóa riêng của 
người gửi
Khóa công khai 
của người gửi
Khóa riêng của 
người nhận
Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS 
Thí dụ 
10/28/2012 84 Bộ môn An ninh mạng - Khoa CNTT - HVKTQS