Giáo trình mật mã học

Giáo trình mật mã học

 Lời nói đầu

 Trong sự phát triển của xã hội loài người, kể từ khi có sự trao đổi thông tin, an toàn thông tin trở thành một nhu cầu gắn liền với nó như hình với bóng.Từ thủa sơ khai, an toàn thông tin được hiểu đơn giản là giữ được bí mật và điều này được xem như một nghệ thuật chứ chưa phải là một ngành khoa học.Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ, cùng với các nhu cầu đặc biệt có liên quan tới an toàn thông tin, ngày nay các kỹ thuật chính trong an toàn thông tin bao gồm:

Kỹ thuật mật mã (Cryptography), Kỹ thuật nguỵ trang (Steganography), Kỹ thuật tạo bóng mờ (Watermarking - hay xăm điện tử).Kỹ thuật mật mã nhằm đảm bảo ba dịch vụ an toàn cơ bản:Bí mật (Confidential), Xác thực (Authentication), Đảm bảo tính toàn vẹn (Integrity).Có thể thấy rằng mật mã học là một lĩnh vực khoa học rộng lớn có liên quan rất nhiều đến toán học như: Đại số tuyến tính, Lý thuyết thông tin, Lý thuyết độ phức tạp tính toán…  Nắm bắt được nhu cầu tìm hiểu về mật mã học, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông phối hợp với Nhà xuất bản Bưu điện xuất bản cuốn giáo trình "Mật mã học" do PGS.TS Nguyễn Bình chủ biên

 Cuốn giáo trình này sẽ giới thiệu với bạn đọc về các kiến thức toán học cơ bản như: lý thuyết số, các cấu trúc đại số như vành nhóm, trường; một số thuật toán mật mã cổ điển và hiện đại; các thủ tục và các chuẩn ứng dụng trong thực tế.Với nhiều ví dụ cụ thể, cuốn sách giúp cho bạn đọc thuận tiện trong quá trình học tập nghiên cứu để nâng cao kiến thức về mật mã học.Đây là giáo trình phục vụ đào tạo tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông.Hy vọng cuốn sách sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho giảng viên, sinh viên các trường đại học về kỹ thuật và công nghệ

 Xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc-  Hà Nội, ngày 23 tháng 10 năm 2003

Thuật ngữ viết tắt

 DES Data Encryption Standard Chuẩn mã dữ liệu

 LAN Local Area Network Mạng cục bộ

 MDV Mã dịch vòng

 MTT Mã thay thế

 MHV Mã hoán vị

 ECB Electronic Code Book Chế độ quyển mã điện tử

 CFB Cripher Feedback Chế độ phản hồi mã

 CBC Cripher Block Chaining Chế độ liên kết khối mã

 RSA Rivest - Shamir - Adleman

 MAC Message Authentication Code Mã xác thực thông báo

 OWHF Oneway Hash Funtion Hàm băm một chiều

 CRHF Collision Resistant hash function Hàm băm khó va chạm

 MDC Manipulation Detection Code Mã phát hiện sự sửa đổi

 LSB Least Signification Bit Bit thấp nhất (có giá trị nhỏ nhất

 Header Tiêu đề

 IDEA International Data Encryption

 Algorithm

 Thuật toán mã hóa dữ liệu quốc tế

 PGP Pretty Good Privacy Thuật toán mã hóa PGP

 SET Secure Electronic Transaction Giao dịch điện tử an toàn

 LFSR Linear Feedback Sequence

 Register

 Thanh ghi hồi tiếp tuyến tính

 Firewall Bức tường lửa

 Server Máy chủ

 Router Bộ định tuyến

 Mục lục

 Lời nói đầu

 Phần I.Các kiến thức toán học phụ trợ

 Chương 1: Bổ túc về lý thuyết số

 1.1.Số nguyên

 1.2.Các thuật toán trong Z

 1.3.Các số nguyên modulo n

 1.4.Các thuật toán trong Zn

 1.5.Các ký hiệu Legendre và Jacobi

 1.6.Các số nguyên Blum

 Bài tập

 Chương 2: Đại số trừu tượng

 2.1.Nhóm

 2.2.Vành

 2.3.Trường

 2.4.Vành đa thức

 Bài tập

 Phần II.Các thuật toán mật mã

 Chương 3: Mật mã cổ điển

 3.1.Sơ đồ khối một hệ truyền tin mật

 3.2.Mật mã thay thế

 3.3.Mật mã hoán vị

 3.4.Mật mã Hill

 3.5.Hệ mật xây dựng trên các cấp số nhân xyclic trên vành đa thức

 3.6.Mã Affine

 3.7.Các hệ mật mã tích

 3.8.Các hệ mã dòng

 3.9.Chuẩn mã dữ liệu

 Bài tập

 Chương 4: Mật mã khoá công khai

 4.1.Giới thiệu về mật mã khoá công khai

 4.2.Hệ mật RSA

 4.3.Hệ mật Rabin

 4.4.Hệ mật El Gamal

 4.5.Hệ mật Merkle - Hellman

 4.6.Hệ mật Chor - Rivest

 4.7.Hệ mật Mc Elice

 4.8.Các hàm băm và tính toàn vẹn của dữ liệu

 Bài tập

 Phần III.Các thủ tục và ứng dụng

 Chương 5: Các thủ tục và các chú ý trong thực tế khi sử dụng mã hoá

 5.1. Các thủ tục: hành vi và thứ tự

 5.2. Các thủ tục để giải quyết vấn đề

 5.3. Sử dụng mã hoá như thế nào

 5.4. Cải thiện độ mật của hệ mật

 5.5. Các chế độ mã hoá

 5.6. Tóm lược về các thủ tục và các ứng dụng thực tế

 Bài tập

 Chương 6: Các chuẩn và áp dụng

 6.1. Bảo mật thư điện tử sử dụng PGP

 6.2. Giao dịch điện tử an toàn (set)

 6.3. ứng dụng xác thực - Kerberos

 Bài tập

 Phần phụ lục

 Phụ lục 1: Lý thuyết thông tin trong các hệ mật

 Phụ lục 2: Tạo số giả ngẫu nhiên

 Phụ lục 3: Mã nguồn DES

 Thuật ngữ viết tắt

Thuật ngữ viết tắt

DES Data Encryption Standard Chuẩn mã dữ liệu
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
MDV Mã dịch vòng
MTT Mã thay thế
MHV Mã hoán vị
ECB Electronic Code Book Chế độ quyển mã điện tử
CFB Cripher Feedback Chế độ phản hồi mã
CBC Cripher Block Chaining Chế độ liên kết khối mã
RSA Rivest - Shamir - Adleman
MAC Message Authentication Code Mã xác thực thông báo
OWHF Oneway Hash Funtion Hàm băm một chiều
CRHF Collision Resistant hash function Hàm băm khó va chạm
MDC Manipulation Detection Code Mã phát hiện sự sửa đổi
LSB Least Signification Bit Bit thấp nhất (có giá trị nhỏ nhất
Header Tiêu đề
IDEA International Data Encryption
Algorithm
Thuật toán mã hóa dữ liệu
quốc tế
PGP Pretty Good Privacy Thuật toán mã hóa PGP
SET Secure Electronic Transaction Giao dịch điện tử an toàn
LFSR Linear Feedback Sequence
Register
Thanh ghi hồi tiếp tuyến tính
Firewall Bức tường lửa
Server Máy chủ
Router Bộ định tuyến

Tài liệu tham khảo

[1] A.J.Menezes, P.C.Van Oorschot, S.A.Vanstone Handbook of applied cryptography.CRC Press 1998
[2] B.Schneier.Applied Cryptography.John Wiley Press 1996
[3] D.R.Stinson.Cryptography.Theory and Practice.CRC Press 1995
[4] Nguyen Binh.Crypto-system based on Cyclic Goemetric Progresssions over polynomial ring (Part 1).Circulant cryptosystem over polynomial ring (Part 2) 8th VietNam Conference on Radio and Electronics, 11-2002
[5] M.R.A.Huth.Secure Communicating Systems.Cambridge University Press 2001
[6] W.Stallings.Network Security Essentials.Applications and Standards.Prentice Hall.2000
[7] C.Pfleeger.Security in Computing.Prentice Hall.1997
[8] R.Needham, M.Schroeder.Using Encryption for Authentication in large Networks of Computers.Comm ACM, v21 n12, Dec 1978
[9] G.Simmons.Contemporary Cryptology.IEEE Press 1992
[10] S.Bellovir, M.Merritt.Encrypted Key Exchange Proc.IEEE Symp.Security and Privacy IEEE Comp Soc Press 1992
[11] D.Denning, D.Branstad.A Taxonomy of Key Escrow Encryption Systems.Comm ACM, v39 n3, Mar 1996
[12] M.Blum.Coin flipping by Telephone.SIGACT News, 1981
[13] S.Even.A Randomizing Protocol for Signing Contracts.Comm ACM, v28 n6, Jun 1985
[14] R.Merkle, M.Hellman.On the security of Multiple Encryption Comm ACM, v24 n7, July 1981
[15] W.Tuchman, Hellman Presents No Shortcut Solutions to the DES IEEE Spectrum, v16 n7, Jun 1979
[16] A.Shamir.Identity-based cryptorytions and signature schemes Advanced in Cryptology - CRYPTO'84, LNCS196 Springer_Verlag, pp.47-53, 1985
[17] E.Okamoto, K.Tanaka.Key distribution system based on identification information IEEE J.Selected Areas in communications, Vol.7,pp.481-485, 1989

Tài liệu tham khảo giáo trình mật mã học

 Chịu trách nhiệm xuất bản:  Lưu Đức Văn; Chịu trách nhiệm bản thảo học viện công nghệ bưu chính viễn thông;  Biên tập: Đào thị minh - Bùi Đức Khánh; Chế bản: Vũ Hồng Nhung; Trình bày bìa: Bùi ngọc khoa (Giáo trình này được ban hành theo Quyết định số 219/QĐ-QLNCKH ngày 29/4/2003 của Giám đốc Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông) nhà xuất bản bưu điện- Ấn bản được điện tử hóa bởi AMBN.

Download Giáo trình mật mã học