Đề tài Nghiên cứu xây dựng thuật toán mã khối an toàn hiệu quả

Một khối l-ợng lớn các thông tin đ-ợc truyền trên các kênh thông tin và mạng máy tính hiện nay đang ngày càng gia tăng đặc biệt đòi hỏi cần phải đ-ợc bảo vệ khỏi các dò dỉ không mong muốn, tức là đảm bảo tính bí mật, đồng thời cũng cần phải đ-ợc bảo vệ tránh sự giả mạo và sự từ chối trách nhiệm, tức là đảm bảo tính xác thực. Kỹ thuật mật mã đ-ợc phát triển và vận dụng để đảm bảo cả tính bí mật và tính xác thực đó. Các hệ mật hiện nay đ-ợc chia thành hai loại: hệ mật khóa bí mật và hệ mật khóa công khai. Trong hệ mật khóa bí mật, những ng-ời sử dụng hợp pháp (ng-ời gửi và ng-ời nhận) phải chia sẻ một khóa bí mật chung và khóa đó không đ-ợc biết đối với thám mã đối ph-ơng. Trong hệ mật khóa công khai, ng-ời sử dụng hợp pháp chỉ cần các thông tin trung thực công khai nào đó. Mặc dù các hệmật khóa công khai tỏ ra là lý t-ởng đối với nhiều ứng dụng mật mã, nh-ng tốc độ thấp và giá thành cao đã ngăn cản việc sử dụng chúng trong nhiều tr-ờng hợp. Trong phần này chúng ta chỉ thảo luận về các hệ mật khóa bí mật. Chúng ta sẽ sử dụng mô hình hệ mật của Shannon trong Hình 1.1. Trong mô hình này, khóa bí mật Z đ-ợc phân phối tới ng-ời gửi và ng-ời nhận theo một kênh an toàn. Khóa này sau đó đ-ợc sử dụng để mã hóa bản rõ X thành bản mã Y bởi ng-ời gửi và đ-ợc dùng để giải mã bản mã Y thành bản rõ X bởi ng-ời nhận. Bản mã đ-ợc truyền trên kênh không an toàn, và chúng ta giả thiết là thám mã đối ph-ơng luôn có thể truy nhập để nhận đ-ợc các bản mã. Tất nhiên thám mã không thể truy nhập đ-ợc tới khóa bí mật. Hệ mật khóa bí mật nh-thế đ-ợc gọi là hệ mật đối xứng để phân biệt với hệ mật khóa công khai không đối xứng trong đó các khóa khác nhau đ-ợc sử dụng bởi ng-ời mã và ng-ời dịch. Chú ý rằng X, Y, và Z trong mô hình này là các biến ngẫu nhiên. Trong mô hình này chúng ta cũng luôn giả thiết bản rõ X vàkhóa Z là độc lập thống kê. Các hệ mật khóa bí mật th-ờng đ-ợc chia thành các hệ mã khối và hệ mã dòng. Đối với mã khối bản rõ có dạng các khối "lớn" (chẳng hạn 128-bit) và dãy các khối đều đ-ợc mã bởi cùng một hàm mã hóa, tức là bộ 1 mã hóa là một hàm không nhớ. Trong mã dòng, bản rõ th-ờng là dãy các khối "nhỏ" (th-ờng là 1-bit) và đ-ợc biến đổi bởi một bộ mã hóa có nhớ. Các hệ mã khối có -u điểm là chúng có thể đ-ợc chuẩn hóa một cách dễ dàng, bởi vì các đơn vịxử lý thông tin hiện này th-ờng có dạng block nh-bytes hoặc words. Ngoài ra trong kỹ thuật đồng bộ, việc mất một block mã cũng không ảnh h-ởng tới độ chính xác của việc giải mã của các khối tiếp sau, đó cũng là một -u điểm khác của mã khối.