›

Đồ án Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Nguyễn Thị Phương Thảo

pdf 70 trang huongle 2040
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Nguyễn Thị Phương Thảo", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_nghien_cuu_cac_mo_hinh_bao_mat_thong_tin_ung_dung_bao.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Nguyễn Thị Phương Thảo

  1. LỜI CẢM ƠN 3 GIỚI THIỆU 4 Mục đích của đề tài: 4 Giới thiệu về Bộ GTVT 4 CHƢƠNG 1. VẤN ĐỀ BẢO MẬT HỆ THỐNG THÔNG TIN 11 1.1. CÁC HIỂM HỌA ĐỐI VỚI MÁY TÍNH VÀ HTTT 11 Các hình thức tấn công và phá hoại điển hình trên mạng (LAN và Internet) 11 Một số phƣơng pháp tấn công khác 12 1.2 AN TOÀN HỆ THỐNG THÔNG TIN 13 Hệ thống thông tin 13 Các yêu cầu cần bảo vệ hệ thống thông tin. 14 Các biện pháp đảm bảo an toàn hệ thống thông tin. 14 1.3. CÁC CƠ CHẾ BẢO MẬT 15 Firewall và các cơ chế bảo mật của Firewall. 15 Chức năng và cấu trúc của FireWall 16 Các thành phần của FireWall 16 Nhiệm vụ của FireWall 17 Các nghi thức để xác thực ngƣời dùng 18 1.4. CÁC KỸ THUẬT MÃ HOÁ 19 1.4.1 Hệ mật mã khóa đối xứng(symmetric-key cryptography) 19 1.4.2 Hệ mật mã khóa công khai (public-key cryptography) 25 1.4.3. Các chức năng bảo mật khác 27 CHƢƠNG 2. CÁC MÔ HÌNH BẢO MẬT 29 2.1. GIỚI THIỆU 29 2.2. MÔ HÌNH MA TRẬN TRUY CẬP (ACESS MATRIX MODEL) 29 2.3. MÔ HÌNH HRU (HARISON RUZZO – ULLMAN) 32
  2. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT CHƢƠNG 3. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN 34 CỦA BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI 34 3.1 HỆ THỐNG MẠNG 34 3.2 CÁC CƠ CHẾ BẢO MẬT ÁP DỤNG TẠI TRUNG TÂM CNTT 37 3.2.1. Xây dựng các mức bảo vệ thông tin. 37 3.2.2. Các phƣơng pháp và phƣơng tiện bảo vệ thông tin trên mạng 38 3.2.3 Cơ chế an toàn trên hệ điều hành 38 Cài đặt phần mềm Firewall (phần mềm ISA 2006) 46 3.4. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH BẢO MẬT ÁP DỤNG CHO BỘ GTVT 55 3.5. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO MẬT DỮ LIỆU ÁP DỤNG CHO BỘ GTVT 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 2
  3. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, Tiến sĩ Phùng Văn Ổn - Trung tâm Công nghệ thông tin Bộ Giao thông vận tải, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình làm thực tập tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ thông tin - Trƣờng ĐHDL Hải Phòng, những ngƣời đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian em học tập tại trƣờng, để em hoàn thành tốt đề tài này Em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các cô chú, các anh chị tại Trung tâm Công nghệ thông tin Bộ Giao thông vận tải, đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt cho em trong thời gian thực tập tại Trung tâm Tuy có nhiều cố gắng trong quá trình học tập cũng nhƣ trong thời gian thực tập nhƣng không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong đƣợc sự góp ý quý báu của tất cả các thầy cô giáo cũng nhƣ tất cả các bạn để kết quả của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng 7 năm 2009 Sinh viên Nguyễn Thị Phƣơng Thảo Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 3
  4. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT GIỚI THIỆU Tên đề tài: Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT. Mục đích của đề tài: Tìm hiểu, nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin . Từ đó xây dựng các giải pháp bảo mật thông tin cho các ứng dụng một cách phù hợp . Để bảo vệ một hệ thống máy tính, trƣớc hết chúng ta cần phải kiểm soát việc truy cập hệ thống. Giải pháp là dùng cách nào đó giới hạn các truy cập của foreign code (foreign code là mã bất kỳ không sinh ra tại máy làm việc nhƣng bằng cách này hay cách khác tới đƣợc máy và chạy trên đó) tới các dữ liệu và tài nguyên của hệ thống. Chúng ta biết rằng mọi tiến trình đều cần có một môi trƣờng nhất định để thực thi. Đƣơng nhiên một chƣơng trình không bao giờ thực thi sẽ chẳng bao giờ làm hƣ hại đến hệ thống. Chƣơng trình càng bị giới hạn truy cập tới hệ thống thì hệ thống càng ít nguy cơ rủi ro. Do vậy nguyên tắc chung của chúng ta là kiểm soát nghiêm ngặt việc truy cập của các chƣơng trình tới hệ thống. Giới thiệu về Bộ GTVT Ngày 22 tháng 4 năm 2008 Chính phủ đã ban hành Nghị định số 51/2008/NĐ-CP (thay thế Nghị định số 34/2004/NĐ-CP) quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn của Bộ Giao thông vận tải. Chức năng: Bộ Giao thông vận tải là cơ quan của Chính phủ, thực hiện chức năng quản lý Nhà nƣớc về giao thông vận tải đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng sông, hàng hải và hàng không trong phạm vi cả nƣớc; quản lý nhà nƣớc các dịch vụ công và thực hiện đại diện chủ sở hữu phần vốn của nhà nƣớc tại doanh nghiệp có vốn nhà nƣớc thuộc Bộ quản lý theo quy định của pháp luật. Nhiệm vụ, quyền hạn: Bộ Giao thông vận tải có trách nhiệm thực hiện nhiệm vụ, quyền hạn quy định tại Nghị định số 178/2007/NĐ-CP ngày 03 tháng 12 năm 2007 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ, cơ quan ngang Bộ và những nhiệm vụ, quyền hạn cụ thể sau đây : Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 4
  5. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT , Thủ tƣớng Chính phủ. , quy hoạch phát . , chỉ thị, thông . , h . hàng không: ; quy định việc bảo trì, quản lý sử dụng, khai thác kết ; ; Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 5
  6. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT ; ; g) Trình Chính phủ quy định việc phân loại, đặt tên hoặc số hiệu đƣờng và tiêu chuẩn kỹ thuật của các cấp đƣờng bộ; quyết định phân loại, điều chỉnh hệ thống quốc lộ; hƣớng dẫn cụ thể việc đặt tên, số hiệu đƣờng bộ. 6. Về phƣơng tiện giao thông, phƣơng tiện, thiết bị xếp dỡ, thi công chuyên dùng trong gi : ; và xe máy chuyên dùng tham gia giao thông; ; ; ; ; Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 6
  7. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT ; phƣơng t . , ngƣời vận hành phƣơng t . 8. Về vận tải : ; , công nghệ vận hành, khai thác vận tải; ; ; ; , hàng hải. : Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 7
  8. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT ; ; ; - . : ; ; (trừ phƣơng tiện giao thông . , hàng hải và hàng không. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 8
  9. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT . : ; ; . nhà nƣớc: a) Xây dựng đề án sắp xếp, tổ chức lại, chuyển đổi sở hữu doanh nghiệp nhà nƣớc để trình Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt và chỉ đạo tổ chức thực hiện đề án sau khi đƣợc phê duyệt; b) Trình Thủ tƣớng Chính phủ bổ nhiệm, bổ nhiệm lại, miễn nhiệm hoặc bổ nhiệm, bổ nhiệm lại, miễn nhiệm theo thẩm quyền các chức danh cán bộ lãnh đạo quản lý, kế toán trƣởng của doanh nghiệp nhà nƣớc chƣa cổ phần hoá; , tổ chức phi chính phủ; xử lý hoặc kiến nghị cơ quan nhà nƣớc có thẩm quyền xử lý các vi phạm pháp luật của hội, tổ chức phi Chính phủ theo quy định của pháp luật. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 9
  10. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT , hàng hải và hàng không thuộc thẩm quyền của Bộ. 17. Quyết định và chỉ đạo thực hiện chƣơng trình cải cách hành chính của Bộ theo mục tiêu và nội dung chƣơng trình cải cách hành chính nhà nƣớc đã đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt; đề xuất hoặc quyết định theo thẩm . 19. Quản lý t phân bổ theo quy định của pháp luật. . Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 10
  11. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT CHƢƠNG 1. VẤN ĐỀ BẢO MẬT HỆ THỐNG THÔNG TIN 1.1. CÁC HIỂM HỌA ĐỐI VỚI MÁY TÍNH VÀ HTTT Một ngƣời muốn truy cập vào hệ thống mạng máy tính có thể vì một lý do này hay một lý do khác. Dƣới đây là một số lý do có thể: - Chỉ để tò mò, giải trí hoặc muốn thể hiện khả năng cá nhân. - Để xem xét chung chung. - Để ăn cắp tài nguyên máy tính nhƣ thời gian của bộ CPU. - Để ăn cắp các bí mật thƣơng mại, bí mật quốc gia hoặc các thông tin độc quyền. - Phát động chiến tranh thông tin trên mạng, làm tê liệt mạng. Trong mọi trƣờng hợp, bất kể vì lý do gì thì đằng sau vụ tấn công, thông tin mà kẻ phá hoại muốn lấy nhất là password (mật khẩu). Tuy nhiên, mật khẩu đều đã đƣợc mã hóa, nhƣng điều này không có nghĩa là mật khẩu luôn đƣợc an toàn. “Hacker” có thể dùng chƣơng trình Bộ giải mã mật khẩu (Password Cracker) để tìm mật khẩu bằng cách so sánh chúng với các từ trong một từ điển hoặc Brouce Force. Mức độ thành công của chƣơng trình giải mã phụ thuộc vào tài nguyên của CPU, vào chất lƣợng của từ điển và một vài lý do khác. Các hình thức tấn công và phá hoại điển hình trên mạng (LAN và Internet) Tấn công theo kiểu từ chối dịch vụ (Denial of Service-DoS) Hộp thƣ điện tử thƣờng là mục tiêu tấn công chính của kiểu tấn công này. Tấn công đƣợc thực hiện bằng một chƣơng trình gửi thƣ liên tục đến hộp thƣ cần phá hoại cho đến khi hộp thƣ không thể nhận thêm thƣ đƣợc nữa. Hiện nay kiểu tấn công DoS thƣờng nhằm vào các Web Server lớn với mục đích phá hoại dịch vụ cung cấp của Website. Một biến thể khác của tấn công kiểu DoS là tấn công DoS kiểu phân tán (Distributed Denial of Service - DDoS). Kẻ tấn công sẽ dùng nhiều máy tính bên ngoài đồng loạt tấn công DoS gây ra tắc nghẽn trầm trọng và rất khó truy tìm thủ phạm. Chặn bắt gói tin (Network Packet Sniffing) Những chƣơng trình chặn bắt gói tin có thể chặn bất kỳ một gói tin trong mạng và hiển thị nội dung gói tin một cách dễ đọc nhất. Hai đầu của kết nối có thể không biết đƣợc gói tin của mình bị xem trộm. Đây là công cụ ƣa thích của những ngƣời quản trị mạng dùng để kiểm tra mạng. Khi mạng nội bộ đƣợc kết nối vào Internet, một Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 11
  12. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT kẻ khả nghi bên ngoài dùng Packet Sniffer có thể dễ dàng chặn gói tin đƣợc gửi đến một máy tính nào đó trong mạng và dễ dàng nghe trộm thông tin. Giả mạo thƣ IP Một phƣơng khác đƣợc sử dụng là giả mạo địa chỉ IP. Kẻ tấn công sử dụng địa chỉ IP nào đó đƣợc tin là hợp lệ, không bị nghi ngờ. Bởi địa chỉ IP là duy nhất nhƣng không phải là gắn duy nhất với một máy tính. Khi ai đó muốn đều có thể sử dụng IP mà mình thích mà không cần bất kỳ sự chứng thực nào cả. Xáo trộn và phát lại thông tin Các thông tin truyền đi có thể bị chặn lại và thay đổi nội dung rồi mới đƣợc gửi đến cho bên nhận (replay attack). Tuy nhiên, việc này sẽ khó thực hiện đối với các mạng truyền quảng bá đến tất cả các máy trạm nhƣng dễ dàng thực hiện trong mạng kiểu lƣu trữ và chuyển tiếp. Ngoài ra, các thông tin bị chặn lại trên đƣờng truyền còn có thể đƣợc lƣu lại và gửi vào một thời điểm khác làm cho bên nhận có thể không nhận ra sự thay đổi thông tin. Việc mã hóa thông tin không thể chống lại kiểu tấn công này bởi việc truyền lại các thông tin có thể đúng là thông tin lấy trộm đƣợc từ chính tài nguyên của hệ thống thậm chí đối với các kẻ phá hoại không mục đích chúng không cần hiểu hay giải mã đƣợc các thông tin mà chúng thực hiện truyền lại. Một số phƣơng pháp tấn công khác Hầu hết các phƣơng pháp tấn công trên đều thực hiện do chính ngƣời sử dụng hệ thống, chúng lợi dụng quyền của ngƣời sử dụng thực hiện chƣơng trình để tiến hành các hoạt động phá hoại Cùng với các phƣơng thức lấy thông tin bằng truy cập trực tiếp, còn một số phƣơng pháp tinh vi khác khá phổ biến đặc biệt với các hệ thống có đƣa ra các dịch vụ truy cập công cộng. Sử dụng virus máy tính Là một chƣơng trình gắn vào một chƣơng trình hợp lệ khác và có khả năng lây lan nó vào các môi trƣờng đích mỗi khi chƣơng trình hợp lệ đƣợc chạy. Sau khi virus lây nhiễm vào hệ thống nó sẽ thực hiện phá hoại mỗi khi nó muốn, thông thƣờng là phá hoại theo thời gian định trƣớc. Đúng nhƣ tên gọi của nó, một trong những hành động của virus đó là lây lan bản thân nó vào tất cả các chƣơng trình mà nó tìm thấy trong môi trƣờng hệ thống. Chúng chuyển từ máy tính này sang máy tính khác mỗi khi chƣơng trình đƣợc sao chép bất kể qua mạng hay qua thiết bị lƣu trữ vật lý. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 12
  13. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Sử dụng chƣơng trình Worm Là chƣơng trình lợi dụng điều kiện dễ dàng cho phép chạy chƣơng trình từ xa trong hệ phân tán. Các điều kiện này có thể tồn tại một cách tình cờ hoặc có chủ ý. Một số các chƣơng trình Internet Worm đã lợi dụng đặc tính kết hợp cả có chủ ý và tình cờ cho phép chạy chƣơng trình từ xa trong hệ thống BSD UNIX để phá hoại hệ thống. Sử dụng chƣơng trình Trojan Những chƣơng trình đƣa ra cho ngƣời sử dụng hệ thống sử dụng bề ngoài thực hiện một chức năng bình thƣờng nhƣng thực chất là thực hiện phá hoại ẩn sau đó. 1.2 AN TOÀN HỆ THỐNG THÔNG TIN Hệ thống thông tin Hệ thống thông tin (Information System) là một hệ thống lƣu trữ và cung cấp thông tin phục vụ cho hoạt động của con ngƣời trong tổ chức. Ta còn có thể hiểu hệ thống thông tin là hệ thống mà mối liên hệ giữa các thành phần của nó cũng nhƣ mối liên hệ giữa nó với các hệ thống khác là sự trao đổi thông tin. Hệ thống thông tin có 4 chức năng chính là: Đƣa thông tin vào, lƣu trữ, xử lý và đƣa ra thông tin. Các hiểm hoạ mất an toàn đối với hệ thống thông tin Các hiểm hoạ mất an toàn đối với một hệ thống thông tin có thể đƣợc phân loại thành các hiểm hoạ vô tình hay cố ý; các hiểm hoạ chủ động hay thụ động. Hiểm họa vô tình (unintentional threat): Khi ngƣời sử dụng tắt nguồn của một hệ thống và khi đƣợc khởi động lại, hệ thống ở chế độ single-user (đặc quyền) - ngƣời sử dụng có thể làm mọi thứ anh ta muốn đối với hệ thống. Hiểm họa cố ý (intentional threat): Có thể xảy ra đối với dữ liệu trên mạng hoặc máy tính cá nhân thông qua các tấn công tinh vi có sử dụng các kiến thức hệ thống đặc biệt. Ví dụ về các hiểm họa cố ý: cố tình truy nhập hoặc sử dụng mạng trái phép (Intentional Unauthorized use of corporate network). Hiểm hoạ thụ động (passive threat): Không phải là kết quả của việc sửa đổi bất kỳ thông tin nào có trong hệ thống, hoặc thay đổi hoạt động hoặc tình trạng của hệ thống. Hiểm hoạ chủ động (active threat): Là việc sửa đổi thông tin (Data modification) hoặc thay đổi tình trạng hoặc hoạt động của một hệ thống. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 13
  14. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Mối đe dọa và hậu quả tiềm ẩn đối với thông tin trong giao dịch điện tử là rất lớn. Nguy cơ rủi ro đối với thông tin trong giao dịch điện tử đƣợc thể hiện hoặc tiềm ẩn trên nhiều khía cạnh khác nhau nhƣ: ngƣời sử dụng, kiến trúc hệ thống công nghệ thông tin, chính sách bảo mật thông tin, các công cụ quản lý và kiểm tra, quy trình phản ứng, v.v. Các yêu cầu cần bảo vệ hệ thống thông tin. Mục tiêu cuối cùng của quá trình bảo mật thông tin là nhằm bảo vệ ba thuộc tính của thông tin: Tính bí mật (Confidental): Thông tin chỉ đƣợc xem bởi những ngƣời có thẩm quyền. Lý do cần phải giữ bí mật thông tin vì đó là sản phẩm sở hữu của tổ chức và đôi khi đó là các thông tin của khách hàng của tổ chức. Những thông tin này mặc nhiên phải giữ bí mật hoặc theo những điều khoản giữa tổ chức và khách hàng của tổ chức. Tính toàn vẹn (Integrity): Thông tin phải không bị sai hỏng, suy biến hay thay đổi. Thông tin cần phải xử lý để cách ly khỏi các tai nạn hoặc thay đổi có chủ ý. Tính sẵn sàng (Availability): Thông tin phải luôn đƣợc giữ trong trạng thái sẵn sàng cung cấp cho ngƣời có thẩm quyền khi họ cần. Các biện pháp đảm bảo an toàn hệ thống thông tin. Trong phần này, chúng ta xem xét một số biện pháp bảo mật cho một hệ thống tin học. Cũng cần phảo nhấn mạnh rằng, không có biện pháp nào là hoàn hảo, mỗi biện pháp đều có những mặt hạn chế của nó. Biện pháp nào là hiệu quả, cần đƣợc áp dụng phải căn cứ vào từng hệ thống để đƣa ra cách thực hiện cụ thể. Thiết lập quy tắc quản lý Mỗi tổ chức cần có những quy tắc quản lý của riêng mình về bảo mật hệ thống thông tin trong hệ thống. Có thể chia các quy tắc quản lý thành một số phần: - Quy tắc quản lý đối với hệ thống máy chủ - Quy tắc quản lý đối với hệ thống máy trạm - Quy tắc quản lý đối với việc trao đổi thông tin giữa các bộ phận trong hệ thống, giữa hệ thống máy tính và ngƣời sử dụng, giữa các thành phần của hệ thống và các tác nhân bên ngoài. An toàn thiết bị Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 14
  15. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Lựa chọn các thiết bị lƣu trữ có độ tin cậy cao để đảm bảo an toàn cho dữ liệu. Phân loại dữ liệu theo các mức độ quan trọng khác nhau để có chiến lƣợc mua sắm thiết bị hoặc xây dựng kế hoạch sao lƣu dữ liệu hợp lý. - Sử dụng các hệ thống cung cấp, phân phối và bảo vệ nguồn điện một cách hợp lý. - Tuân thủ chế độ bảo trì định kỳ đối với các thiết bị. Thiết lập biện pháp bảo mật. Cơ chế bảo mật một hệ thống thể hiện qua quy chế bảo mật trong hệ thống, sự phân cấp quyền hạn, chức năng của ngƣời sử dụng trong hệ thống đối với dữ liệu và quy trình kiểm soát công tác quản trị hệ thống. Các biện pháp bảo mật bao gồm: - Bảo mật vật lý đối với hệ thống. Hình thức bảo mật vật lý khá đa dạng, từ khoá cứng, hệ thống báo động cho đến hạn chế sử dụng thiết bị. Ví dụ nhƣ loại bỏ đĩa mềm khỏi các máy trạm thông thƣờng là biện pháp đƣợc nhiều cơ quan áp dụng. - Các biện pháp hành chính nhƣ nhận dạng nhân sự khi vào văn phòng, đăng nhập hệ thống hoặc cấm cài đặt phần mềm, hay sử dụng các phần mềm không phù hợp với hệ thống. + Mật khẩu là một biện pháp phổ biến và khá hiệu quả. Tuy nhiên mật khẩu không phải là biện pháp an toàn tuyệt đối. Mật khẩu vẫn có thể mất cắp sau một thời gian sử dụng. + Bảo mật dữ liệu bằng mật mã tức là biến đổi dữ liệu từ dạng nhiều ngƣời dễ dàng đọc đƣợc, hiểu đƣợc sang dạng khó nhận biết. + Xây dựng bức tƣờng lửa, tức là tạo một hệ thống bao gồm phần cứng và phần mềm đặt giữa hệ thống và môi trƣờng bên ngoài nhƣ Internet chẳng hạn. Thông thƣờng, tƣờng lửa có chức năng ngăn chặn những thâm nhập trái phép (không nằm trong danh mục đƣợc phép truy nhập) hoặc lọc bỏ, cho phép gửi hay không gửi các gói tin 1.3. CÁC CƠ CHẾ BẢO MẬT Firewall và các cơ chế bảo mật của Firewall. Thuật ngữ FireWall có nguồn gốc từ một kỹ thuật thiết kế trong xây dựng để ngăn chặn, hạn chế hỏa hoạn. Trong công nghệ mạng, FireWall là một kỹ thuật được tích hợp vào hệ thống mạng để chống lại sự truy cập trái phép nhằm bảo vệ các nguồn thông tin nội bộ cũng như hạn chế sự xâm nhập vào hệ thống thông tin khác không mong muốn. Nói cách khác FireWall đóng vai trò là một trạm gác ở cổng vào của mạng. FireWall là một giải pháp rất hiệu quả trong việc bảo vệ máy tính khi tham gia Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 15
  16. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT vào mạng. Nó được coi như là bức tường lửa bảo vệ máy tính của người dùng trước sự tấn công của các hình thức tấn công trên mạng. Trong một số trƣờng hợp, Firewall có thể đƣợc thiết lập ở trong cùng một mạng nội bộ và cô lập các miền an toàn. Ví dụ nhƣ mô hình dƣới đây thể hiện một mạng cục bộ sử dụng Firewall để ngăn cách phòng máy và hệ thống mạng ở tầng dƣới. Hình 2.1: Mạng cục bộ sử dụng Fire Wall Chức năng và cấu trúc của FireWall Chức năng: FireWall là cổng chắn giữa mạng nội bộ với thế giới bên ngoài (Internet), mục đích là tạo nên một lớp vở bọc bao quanh mạng để bảo vệ các máy bên trong mạng, tránh các đe dọa từ bên ngoài. Cơ chế làm việc của tƣờng lửa là dựa trên việc kiểm tra các gói dữ liệu IP lƣu truyền giữa máy chủ và trạm làm việc. FireWall quyết định những dịch vụ nào từ bên trong đƣợc phép truy cập từ bên ngoài, những ngƣời nào từ bên ngoài đƣợc phép truy cập đến các dịch vụ bên trong, và cả những dịch vụ nào bên ngoài đƣợc phép truy cập bởi những ngƣời bên trong. Cấu trúc: FireWall bao gồm: Một hoặc nhiều hệ thống máy chủ kết nối với các bộ định tuyến (router) hoặc có chức năng router. Các phần mềm quản lý an ninh chạy trên hệ thống máy chủ. Thông thƣờng là các hệ quản trị xác thực (Authentication), cấp quyền (Authorization) và kế toán (Accounting). Các thành phần của FireWall Một FireWall bao gồm một hay nhiều thành phần sau: Bộ lọc packet (packet- filtering router). Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 16
  17. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Cổng ứng dụng (Application-level gateway hay proxy server). Cổng mạch (Circute level gateway). Nhiệm vụ của FireWall Nhiệm vụ cơ bản của FireWall là bảo vệ những đối tƣợng sau: Dữ liệu: Dữ liệu cần đƣợc bảo vệ do những yêu cầu sau: - Tính bảo mật (confidentiality): dữ liệu truyền đi hoặc lƣu giữ chỉ đƣợc bộc lộ cho những ngƣời có đủ thẩm quyền. - Tính toàn vẹn (data integrity): Khả năng phát hiện bất cứ sự thay đổi nào của dữ liệu, điều này đòi hỏi có thể xác nhận đƣợc ngƣời tạo ra dữ liệu. - Tính kịp thời (availability): Các dịch vụ phải luôn sẵn sàng và hoạt động chính xác. Tài nguyên hệ thống: Chúng ta phải tốn rất nhiều thời gian và tiền bạc cho tài nguyên và ta có quyền quyết định chúng phải đƣợc sử dụng nhƣ thế nào. Tài nguyên máy tính không phải là tài nguyên thiên nhiên, nó có giới hạn và không đƣợc lãng phí hay phá hủy nếu không đƣợc sử dụng. FireWall chống lại những sự tấn công từ bên ngoài: - Tấn công trực tiếp: Cách thứ nhất là dùng phƣơng pháp dò mật khẩu trực tiếp. Thông qua các chƣơng trình dò tìm mật khẩu với một số thông tin về ngƣời sử dụng nhƣ: ngày sinh, tuổi, địa chỉ v.v và kết hợp với thƣ viện do ngƣời dùng tạo ra, kẻ tấn công có thể dò đƣợc mật khẩu của bạn. Trong một số trƣờng hợp, khả năng thành công có thể lên tới 30%. Cách thứ hai là sử dụng các lỗ hổng bảo mật do lỗi của các chƣơng trình ứng dụng và bản thân hệ điều hành. Đây là phƣơng pháp đã đƣợc sử dụng từ những vụ tấn công đầu tiên và vẫn tiếp tục đƣợc sử dụng để chiếm quyền truy cập (có đƣợc quyền của ngƣời quản trị hệ thống). - Nghe trộm: Có một kiểu tấn công cho phép kẻ tấn công lấy đƣợc thông tin mà không cần sử dụng máy tính một cách trực tiếp. Phần lớn các kẻ ăn cắp thông tin đều cố gắng truy cập vào hệ thống máy tính bằng cách dò tên ngƣời dùng và mật khẩu. Cách dễ nhất để lấy thông tin là đặt máy nghe trộm trên mạng. Việc nghe trộm thƣờng đƣợc tiến hành ngay sau khi kẻ tấn công đã chiếm đƣợc quyền truy cập vào hệ thống thông qua các chƣơng trình cho phép đƣa cạc giao tiếp mạng (Network Interface Card-NIC) vào chế độ nhận Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 17
  18. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT toàn bộ thông tin lƣu truyền trên mạng hoặc cài các con rệp (Trojan) vào mạng nhƣ là một cổng cung cấp thông tin ra các mạng hoặc thùng thƣ điện tử bên ngoài. - Giả mạo địa chỉ IP: Việc giả mạo địa chỉ IP có thể đƣợc thực hiện thông qua việc sử dụng khả năng dẫn đƣờng trực tiếp (source-touting). Với kiểu tấn công này, kẻ tấn công gửi các gói IP tới mạng bên trong một địa chỉ IP giả mạo, đồng thời chỉ rõ đƣờng dẫn mà các gói tin IP phải đƣợc gửi đi. - Vô hiệu hóa các chức năng của hệ thống (deny service): Đây là kiểu tấn công nhằm làm tê liệt toàn bộ hệ thống không cho nó thực hiện các chức năng mà nó đƣợc thiết kế. Kiểu tấn công này không thể ngăn chặn đƣợc do những phƣơng tiện tổ chức tấn công cũng chính là các phƣơng tiện để làm việc và truy nhập thông tin trên mạng. - Lỗi ngƣời quản trị hệ thống - Yếu tố con ngƣời với những tính cách chủ quan và không hiểu rõ tầm quan trọng của việc bảo mật hệ thống nên dễ dàng để lộ các thông tin quan trọng cho hacker. Ngày nay, trình độ của các hacker ngày càng giỏi hơn, trong khi đó các hệ thống mạng vẫn còn chậm chạp trong việc xử lý các lỗ hổng của mình. Điều này đòi hỏi ngƣời quản trị mạng phải có kiến thức tốt về bảo mật mạng để có thể giữ vững an toàn cho thông tin của hệ thống. Đối với ngƣời dùng cá nhân, họ không thể biết hết các thủ thuật để tự xây dựng cho mình một Firewall, nhƣng cũng nên hiểu rõ tầm quan trọng của bảo mật thông tin cho mỗi cá nhân, qua đó tự tìm hiểu để biết một số cách phòng tránh những sự tấn công đơn giản của các hacker. Vấn đề là ý thức, khi đã có ý thức để phòng tránh thì khả năng an toàn sẽ cao hơn. Các nghi thức để xác thực ngƣời dùng Xác thực (Authentication)– Xác thực là quá trình xác nhận tính hợp lệ đối với định danh của một ngƣời dùng. Khi một ngƣời dùng trình diện định danh của mình, quyền truy nhập và định danh của user đó phải đƣợc xác thực. Xác thực đảm bảo một mức độ tin cậy bằng ba nhân tố bao gồm: 1. Những gì bạn biết – Mật khẩu là cách đƣợc sử dụng thƣờng xuyên nhất. Tuy nhiên, từ một cụm từ bí mật và số PIN cũng đƣợc sử dụng. Chúng đƣợc biết dƣới tên gọi là xác thực một nhân tố hay xác thực đơn. 2. Những gì bạn có - Nhân tố xác thực này sử dụng những gì bạn có, chẳng hạn nhƣ một tấm thẻ nhận dạng, smartcard Mỗi vật đòi hỏi user phải sở hữu một vật gì Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 18
  19. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT đó để làm vật xác nhận. Đây là một cách xác thực tin cậy hơn đòi hỏi hai nhân tố chẳng hạn nhƣ những gì bạn biết với những gì bạn có để nhận thực. Kiểu xác thực này đƣợc biết dƣới tên gọi xác thực hai nhân tố hoặc xác thực nhiều mức. 3. Những gì bạn đại diện cho - Nhân tố xác thực tốt nhất là những gì mà bạn đại diện cho. Đây là các đặc điểm riêng biệt của cơ thể chẳng hạn nhƣ dấu tay, võng mạc, hay ADN. Việc đo lƣờng các nhân tố này gọi là sinh trắc học. Quá trình xác thực tốt nhất này đòi hỏi ba nhân tố. Các phƣơng tiện máy móc hoặc ứng dụng có độ bảo mật cao sẽ dùng ba nhân tố để xác thực một user. Định danh (Identification) – định danh là số nhận dạng duy nhất. Đó là những gì mà một user sử dụng để phân biệt nó với các đối tƣợng khác. Một user dùng định danh để chỉ ra anh/chị ta là ai. Định danh đƣợc tạo ra cho user không đƣợc phép chia sẻ với bất kỳ user hay nhóm user nào khác. Ngƣời sử dụng dùng định danh để truy cập đến tài nguyên cho phép. 1.4. CÁC KỸ THUẬT MÃ HOÁ 1.4.1 Hệ mật mã khóa đối xứng(symmetric-key cryptography) Hệ mật mã khóa đối xứng cũng đƣợc gọi là hệ mật mã khóa bí mật. Nó sử dụng một khóa duy nhất để mã hóa và giải mã dữ liệu, đồng thời việc giải mã cũng đòi hỏi thời gian nhƣ việc lập mã. Nhƣng các hệ mã đối xứng yêu cầu phải giữ bí mật hoàn toàn về khóa lập mã. Một hệ thống mã hoá đối xứng Dƣới đây là các giải pháp mật mã đối xứng hay sử dụng nhất: Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 19
  20. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT 1.4.1.1 Chuẩn mã hoá dữ liệu DES (Data Encryption Standard) Mô tả thuật toán DES Thuật toán đƣợc thiết kế để lập mã và giải mã một khối dữ liệu nhii phân 64 bits với sự kết hợp của một khóa 64 bits. Quá trình giải mã thực hiện theo mootj sơ đồ nhƣ quá trình lập mã, chỉ có khác là trật tự khóa đƣợc đảo lại so với quá trình lập mã. Một khối dữ liệu 64 bits đƣợc mã hóa bằng việc cho qua một bảng hoán vị ban đầu (IP – Initial Permutaion) sau đó qua một quá trình tính toán phức tạp có sự tham gia của khóa k đƣợc thực hiện, và cuối cùng bản mã nhận đƣợc sau khi qua một bảng hoán vị nghịch đảo (IP-1 – Inverse ò the Initial Permutation). Plaintext IP L0 R0 K 1 L1=R0 R1=L0 (R0, K ) 1 K 2 L2=R1 R2=L1 (R1, K2) L =R R =L (R 15 14 15 14 1 ,K ) 4 15 K1 6 R16=L15 (R1 L16=R15 5,K16) -1 IP Ciphertext Hình 2.4: DES Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 20
  21. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Quá trình mã hóa 64 bits của khối dữ liệu đầu vào đƣợc hoán vị bằng bảng IP. Trong đó bits thứ 58 của khối dữ liệu vào là bít đầu tiên, bit thứ 50 của khối dữ liệu vào là bit thứ 2, và bit cuối cùng của khối dữ liệu sau khi hoán vị là bit thứ 7 của khối dữ liệu vào. Kết quả của phép hoán vị ban đầu sẽ đƣợc chia thành 2 nửa L0R0 (L0 = 32 bits là nửa trái, R0 = 32 bits là nửa phải) sau đó thực hiện 16 lần lặp liên tiếp theo phƣơng pháp: LI = Ri-1 Ri = Li-1 (Ri-1, Ki) Và nhận đƣợc L16R16. Trong đó f đƣợc gọi là hàm mật mã. Hàm có 2 đối là hai khối bits, một là Ri-1 32 bits, hai là Ki 48 bits. Ki nhận đƣợc từ sơ đồ tạo khóa sẽ đƣợc trình bày dƣới đây Kết quả của 16 lần lặp liên tiếp là một khối 64 bits (R16L16) đƣợc gọi là dữ liệu tienf kết quả (preoutput), khối 64 bits này đƣợc cho qua một hoán vị nghịch đảo IP-1. Trong đó bit thứ 40 của khối dữ liệu tiền kết quả là bit đầu tiên, bit thứ 8 của khối dữ liệu tiền kết quả là bit đầu tiên, bit thứ 8 của khối dữ liệu tiền kết quả là bit thứ 2, và bit cuối cùng sau khi hoán vị là bit thứ 25 của khối dữ liệu tiền kết quả trên. Cuối cùng sau phép hoán vị nghịch đảo ta nhận đƣợc bản mã. Hoán vị khởi đầu 58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7 Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 21
  22. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Hoán vị cuối cùng 40 8 48 16 56 24 64 32 39 7 47 15 55 23 63 31 38 6 46 14 54 22 62 30 37 5 45 13 53 21 61 29 36 4 44 12 52 20 60 28 35 3 43 11 51 19 59 27 34 2 42 10 50 18 58 26 33 1 41 9 49 17 57 25 Hàm mật mã (the cipher function ) Hàm đƣợc tính nhƣ sau: (Ri-1, Ki) = P(S(E(Ri-1) Ki)) Hàm E là một hoán vị mở rộng. Hàm E thục hiện chức năng mở rộng khối 32 bits thành một khối 48 bits. E(R) có 3 bits đầu lần lƣợt là các bit thứ 32, 1 và 2 của R, 2 bits cuối của E(R) là 32 bit và bit 1 của R Sau đó tính E(R) K với K là khóa 48 bits. Kết quả của phép cộng modulo 2 này sẽ đƣợc viết thành 8 nhóm, mỗi nhóm 6 bits dạng B = B1B2 B8. Mỗi nhóm Br 6 bits(1 r 8) đó đƣợc đƣa qua một hộp đen Sr(S1S2 S8) để nhận đƣợc Sr(Br) 4 bits đầu ra. Mỗi hộp Sr là một ma trận 4 16 trong đó mỗi phần tử của Sr là một số nguyên nằm trong khoảng 0 15(có thể biểu diễn tối đa bởi 4 bit nhị phân). Với mỗi Br = b1b2b3b4b5b6 là các bit của Br , ta tính Sr(Br) nhƣ sau: b1b6 là biểu diễn nhị phân của số hiệu hàng i trong Sr,b2b3b4b5 là biểu diễn nhị phân của số hiệu cột j trong Sr.Cr =Sr(Br) là phần tử tại hàng I và cột j của Sr. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 22
  23. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Ví dụ ta tính S1(B) với B = 011011(2) thì hàng i = 01(b) = 1(d), cột j = 1011(b) = 13(d). Xác định tại hộp S1 giá trị tại hàng 1, cột 13 có giá trị là 5 do đó C = 5(d) = 0101(b). C = C1C2 .C8 (32 bits) đƣợc cho qua một hoán vị P và nhận đƣợc kết quả của hàm f:f = P(C). Hộp E 32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 12 12 13 14 15 16 17 16 17 18 19 20 21 20 21 22 23 24 25 24 25 26 27 28 29 28 29 30 31 32 1 Hộp hoán vị P 16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 9 19 13 30 6 22 11 4 25 Hộp S thứ 1 14 4 13 1 2 15 11 8 3 10 6 12 5 9 0 7 0 15 7 4 14 2 13 1 10 6 12 11 9 5 3 8 4 1 14 8 13 6 2 11 15 12 9 7 3 10 5 0 15 12 8 2 4 9 1 7 5 11 3 14 10 0 6 13 Hộp S thứ 2 15 1 8 14 6 11 3 4 9 7 2 13 12 0 5 10 3 13 4 7 15 2 8 14 12 0 1 10 6 9 11 5 0 14 7 11 10 4 13 1 5 8 12 6 9 3 2 15 13 8 10 1 3 15 4 2 11 6 7 12 0 5 14 9 Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 23
  24. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Hộp S thứ 3 10 0 9 14 6 3 15 5 1 13 12 7 11 4 2 8 13 7 0 9 3 4 6 10 2 8 5 14 12 11 15 1 13 6 4 9 8 15 3 0 11 1 2 12 5 10 14 7 1 10 13 0 6 9 8 7 4 15 14 3 11 5 2 12 Hộp S thứ 4 7 13 14 3 0 6 9 10 1 2 8 5 11 12 4 15 13 8 11 5 6 15 0 3 4 7 2 12 1 10 14 9 10 6 9 0 12 11 7 13 15 1 3 14 5 2 8 4 3 15 0 6 10 1 13 8 9 4 5 11 12 7 2 14 Hộp S thứ 5 2 12 4 1 7 10 11 6 8 5 3 15 13 0 14 9 14 11 2 12 4 7 13 1 5 0 15 10 3 9 8 6 4 2 1 11 10 13 7 8 15 9 12 5 6 3 0 14 11 8 12 7 1 14 2 13 6 15 0 9 10 4 5 3 Hộp S thứ 6 12 1 10 15 9 2 6 8 0 13 3 4 14 7 5 11 10 15 4 2 7 12 9 5 6 1 13 14 0 11 3 8 9 14 15 5 2 8 12 3 7 0 4 10 1 13 11 6 4 3 2 12 9 5 15 10 11 14 1 7 6 0 8 13 Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 24
  25. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Hộp S thứ 7 4 11 2 14 15 0 8 13 3 12 9 7 5 10 6 1 13 0 11 7 4 9 1 10 14 3 5 12 2 15 8 6 1 4 11 13 12 3 7 14 10 15 6 8 0 5 9 2 6 11 13 8 1 4 10 7 9 5 0 15 14 2 3 12 Hộp S thứ 8 13 2 8 4 6 15 11 1 10 9 3 14 5 0 12 7 1 15 13 8 10 3 7 4 12 5 6 11 0 14 9 2 7 11 4 1 9 12 14 2 0 6 10 13 15 3 5 8 2 1 14 7 4 10 8 13 15 12 9 0 3 5 6 11 Giải DES mã Sau khi thay đổi, hoán vị, XOR, và dịch vòng, chúng ta có thể nghĩ rằng thuật toán giải mã phức tạp, khó hiểu nhƣ thuật toán mã hoá và hoàn toàn khác thuật toán mã hoá. Trái lại, sự hoạt động đƣợc lựa chọn để đƣa ra một đặc tính hữu ích: cùng thuật toán làm việc cho cả mã hoá và giải mã. Với DES, có thể sử dụng cùng chức năng để giải mã hoặc mã hoá một khối. Chỉ có sự khác nhau đó là các khoá phải đƣợc sử dụng theo thứ tự ngƣợc lại. Nghĩa là, nếu các khoá mã hoá cho mỗi vòng là k1, k2, k3 , , k15, k16 thì các khoá giải là k16, k15, , k3, k2, k1. Giải thuật để tổng hợp khoá cho mỗi vòng cũng tƣơng tự. Có khác là các khoá đƣợc dịch phải và số vị trí bit để dịch đƣợc lấy theo chiều ngƣợc lại. 1.4.2 Hệ mật mã khóa công khai (public-key cryptography) Hệ mật mã khóa công khai hay hệ mật mã khóa bất đối xứng, sử dụng một cặp khóa (key) đó là public key và private key. Trong các hệ mật mã khóa công khai, A và B muốn trao đổi thông tin cho nhau thì sẽ thực hiện theo sơ đồ sau. Trong đó B sẽ chọn khóa k=(k’, k’’). B sẽ gửi khóa lập mã bất kỳ và giữ lại khóa giải mã k’’(đƣợc gọi là khóa bí mật – private key). A có thể gửi văn bản M cho B bằng cách lập mã theo một hàm ek’ nào đó với khóa công khai k’ của B trao cho và đƣợc bản mã M’=ek’(M). Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 25
  26. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Sau đó gửi M’ cho B. Đến lƣợt B nhận đƣợc bản mã M’ sẽ sử dụng một hàm giải mã dk’’ nào đó với khóa bí mật k’’ để lấy lại bản gốc M=dk’’(M). Một hệ thống mã hoá sử dụng mật mã khóa công khai Phương thức mật mã bất đối xứng thường được sử dụng: - Hệ mật mã Rivest Shamir Adleman (RSA) - Hệ mật mã Diffie-Hellman - Hệ mật mã ElGamal dựa trên tính khó giải của bài toán logarit rời rạc - Hệ mật mã Merkle – hellman (knapsack) hệ mật mã xếp ba lô đƣợc xây dựng trên cơ sở của bài toán tập con. 2.4.2.1 Thuật toán mã hoá RSA (Rivest, Shamir, Adleman- các tác giả) RSA là tên viết tắt từ tên các tác giả của nó Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman - những ngƣời đầu tiên giới thiệu thuật toán này năm 1978. Bài toán RSA: Chi một số nguyên dƣơng n là tích của hai thừa số nguyên tố lẻ p và q. Một số nguyên dƣơng b sao cho gcd(b,(p-1)(q-1))=1 và một số nguyên c. bài toán đặt ra: tìm số nguyên x sao cho xb ≡ c(mod n) Thuật toán sinh khóa cho mã khóa Công khai RSA: 1. sinh hai số nguyên tố lớn p và q có giá trị xấp xỉ nhau 2. tính n=p*q, và (n) = (p - 1)(q - 1) 3. chọn một số ngẫu nhiên b, 1 < b < (n) sao cho gcd(b, (n)) = 1. 4. sử dụng thuật toán Eclide để tính số a, 1< a< (n),sao cho a*b ≡ 1 (mod (n)). 5. khóa công khai là (n,b), khóa bí mật là (a). Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 26
  27. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT thuật toán Mã hóa RSA (i) Lập mã: a. Lấy khóa công khai (n,b) theo thuật toán trên b. Chọn một bản mã x, trong khoảng [1, n - 1] c. Tính: y=xb mod n d. Nhận đƣợc bnả mã y (ii) Giải mã: Sử dụng khóa bí mật a để giải mã: x = ya mod n Hệ mã kháo công khai RSA đƣợc gọi là an toàn nếu ta chọn số nguyên tố p và q đủ lớn để việc phân tích phần khóa công khai n thành tích hai thừa số nguyên tố là khó có thể thực hiện trong thời gian thực. Tuy nhiên, việc sinh một số nguyên tố đƣợc coi là lớn lại là việc rất khó, vấn đề này thƣờng đƣợc giải quyết bằng cách sinh ra các số lớn (khoảng 100 chữ số) sau đó tìm cách kiểm tra tính nguyên tố của nó. Nói chung vấn đè cốt lõi của hệ mã RSA đó là việc chọn lựa số nguyên tố p và q đủ lớn để đảm bảo an toàn cho bản mã. Nhƣ đã biết nếu kẻ thám mac mà biết đƣợc số nguyên tố thì dễ dàng tính đƣợc khóa bí mật (a) từ khóa công khai (b, n) do đó bản mã sẽ bị lộ. 1.4.3. Các chức năng bảo mật khác Ngoài các phƣơng pháp bảo mật trên, một phƣơng pháp đã và đang đƣợc nghiên cứu và ứng dụng rất mạnh mẽ ở nhiều nƣớc trên thế giới đó là phƣơng pháp giấu tin (data hiding). Đây là phƣơng pháp mới và phức tạp, nó đang đƣợc xem nhƣ một công nghệ chìa khoá cho vấn đề bảo vệ bản quyền, nhận thực thông tin và điều khiển truy cập ứng dụng trong an toàn và bảo mật thông tin . Giấu thông tin (Steganography) là một kỹ thuật nhúng thông tin (embeding) vào trong một nguồn đa phƣơng tiện gọi là các phƣơng tiện chứa (host data) mà không gây ra sự nhận biết về sự tồn tại của thông tin giấu (invisible). Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 27
  28. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Bøc t•êng löa Líp b¶o vÖ vËt lý M· ho¸ d÷ liÖu §¨ng ký tªn/mËt khÈu QuyÒn truy nhËp Th«ng tin Hình 2.13: Các mức bảo mật Quyền truy nhập (Access Right ): Lớp bảo vệ này nhằm kiểm soát việc truy nhập tài nguyên mạng và quyền hạn trên tài nguyên đó. Cụ thể là việc quản lý đƣợc tiến hành ở mức truy nhập tệp. Việc xác lập các quyền này đƣợc quyết định bởi ngƣời quản trị mạng (supervisor). Đăng ký tên/mật khẩu (login/password): Mỗi ngƣời sử dụng muốn vào sử dụng mạng đều phải đăng ký tên/mật khẩu. Nếu ngƣời ngoài không biết tên, mật khẩu thì không thể truy nhập vào hệ thống. Nói chung, phƣơng pháp này đơn giản, hiệu quả. Nhƣng nếu không cẩn thận để kẻ thâm nhập biết tên, mật khẩu thì có thể gây nguy hiểm. Phƣơng pháp này không mấy hiệu quả với những kẻ quá hiểu biết về hệ thống. Mã hoá dữ liệu (Data Encryption ): Phƣơng pháp này nhằm mục đích biến đổi dữ liệu từ dạng nhận thức đƣợc đến dạng không nhận thức đƣợc theo một thuật toán nào đó và sẽ đƣợc biến đổi ngƣợc lại ở trạm nhập. Lớp bảo vệ vật lý (Physical Protection): Lớp này nhằm ngăn cản các truy cập vật lý bất hợp pháp vào hệ thống. Thƣờng dùng các biện pháp nhƣ cấm tuyệt đối không cho ngƣời không có phận sự vào phòng máy, dùng ổ khoá trên máy tính, khoá bàn phím, dùng các trạm không sử dụng ổ đĩa mềm hoặc các biện pháp dùng khoá cứng Bức tƣờng lửa (Fire Wall): để bảo vệ an toàn và ngăn chặn từ xa một máy tính hay cả mạng nội bộ (Intranet). Đây là biện pháp tƣơng đối phổ biến để bảo vệ các mạng nội bộ, nó ngăn chặn các thâm nhập trái phép và thậm chí có thể “lọc” bỏ các gói tin mà không muốn gửi đi hoặc nhận vào vì những lý do nào đó. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 28
  29. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT CHƢƠNG 2. CÁC MÔ HÌNH BẢO MẬT 2.1. GIỚI THIỆU Để bảo vệ một hệ thống máy tính, trƣớc hết chúng ta cần phải kiểm soát việc truy cập hệ thống. Giải pháp là dùng cách nào đó giới hạn các truy cập của foreign code (foreign code là mã bất kỳ không sinh ra tại máy làm việc nhƣng bằng cách này hay cách khác tới đƣợc máy và chạy trên đó) tới các dữ liệu và tài nguyên của hệ thống. Chúng ta biết rằng mọi tiến trình đều cần có một môi trƣờng nhất định để thực thi. Đƣơng nhiên một chƣơng trình không bao giờ thực thi sẽ chẳng bao giờ làm hƣ hại đến hệ thống. Chƣơng trình càng bị giới hạn truy cập tới hệ thống thì hệ thống càng ít nguy cơ rủi ro. Do vậy nguyên tắc chung của chúng ta là kiểm soát nghiêm ngặt việc truy cập của các chƣơng trình tới hệ thống. Có rất nhiều mô hình bảo mật, chẳng hạn nhƣ Bell-LaPadula, Take-Grant, Sea View, Biba, Clack-Wilson Trƣớc khi nói về các mô hình bảo mật, chúng ta cùng nhìn lại khái niệm về "kiểm soát truy cập" (access control). Đây là một kỹ thuật cơ bản trong bảo vệ thông tin của hầu hết các hệ thống máy tính. Access control có thể đƣợc hình dung nhƣ là tình huống trong đó một chủ thể chủ động (subject) truy cập một đối tƣợng bị động (object) với một phép truy cập nào đó. Trong khi một bộ điều khiển tham chiếu (reference monitor) sẽ cho phép hoặc từ chối các yêu cầu truy cập. Mô hình cơ sở của access control đƣợc đƣa ra bởi Lampson. Trong các hệ thống máy tính, chủ thể là ngƣời sử dụng hay các tiến trình. Đối tƣợng là file, bộ nhớ, các thiết bị ngoại vi, các nút mạng, Các phép truy cập điển hình là đọc (read), ghi (write), bổ sung (append) và thực thi (execute). Quyền thực hiện một phép truy cập nhất định trên một đối tƣợng đƣợc gọi là quyền truy cập (access right). Các luật bảo mật (security policy) đƣợc định nghĩa nhƣ một bộ điều phối quyền truy cập cho các chủ thể. 2.2. MÔ HÌNH MA TRẬN TRUY CẬP (ACESS MATRIX MODEL) Ma trận truy cập là mô hình điều khiển truy nhập cơ bản. Tuy mô hình này đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các hệ điều hành và cơ sở dữ liệu nhƣng nó đƣợc phát triển độc lập với các hệ điều hành và các cơ sở dữ liệu. Trong mô hình này, ứng với mỗi cặp chủ thể - đối tƣợng có một quyền truy cập nhất định. Quyền truy cập này có thể cho phép hoặc không cho phép sử dụng đối tƣợng. Hơn nữa, trong trƣờng hợp cho phép thì nó qui định một độ rõ ràng. Cơ chế hoạt động của ma trận truy cập: Ma trận truy cập hoạt động theo cơ chế danh sách điều khiển truy cập. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 29
  30. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Danh sách điều khiển truy cập (access control list) là danh sách các chủ thể và quyền truy cập tƣơng ứng tới các đối tƣợng. Danh sách điều khiển truy cập dùng để bảo vệ các đối tƣợng. Tồn tại một chủ thể đăc biệt đƣợc gọi là supervison. Supervison có thể gán hoặc rút bỏ quyền truy cập của mọi ngƣời trong hệ thống. Quyền truy cập có thể là đọc (read), ghi (write), thực hiện (executive), xoá (delete), cập nhật (update) Mô hình ma trận truy cập đƣợc định nghĩa bằng thuật ngữ trạng thái và chuyển đổi trạng thái. Trạng thái của hệ thống đƣợc xác định bởi bộ ba (S,O,A) trong đó: S: Tập các chủ thể. Tập S là hữu hạn O: Tập các đối tƣợng. Tập O là hữu hạn A: Ma trận truy nhập. Mỗi phần tử của ma trận A[Si,Oj] là danh sách các quyền truy cập của chủ thể Si lên đối tƣợng Oj, hay là mức độ cho phép truy cập dành cho chủ thể. Ví dụ: Ma trận truy cập thể hiện trạng thái của một hệ thống gồm: - Hai đoạn bộ nhớ M1 và M2 - Hai file F1 và F2 - Hai tiến trình P1 và P2 Object M1 M2 F1 F2 Subject Read Own P1 Write Read Execute Write Own P2 Read Read Write Execute Tiến trình P1 có các quyền đọc, ghi đối với đoạn bộ nhớ M1; quyền làm chủ, đọc, ghi với F1; quyền thực hiện F2. Tiến trình P2 có quyền đọc, ghi đối với đoạn bộ nhớ M2; quyền làm chủ, đọc, thực hiện F2. Để thực hiện đƣợc mô hình này, một bộ kiểm tra đối chiếu đƣợc sử dụng. Đó là một cổng giao diện giữa chủ thể và đối tƣợng. Khi nảy sinh yêu cầu truy cập, nó kiểm tra trên ma trận điều khiển xem yêu cầu này có đƣợc thực hiện hay không Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 30
  31. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Sơ đồ hoạt động của mô hình ma trận truy nhập Ma trận truy cập thể hiện trạng thái an toàn hiện thời của hệ thống thông tin. Nó bao gồm các hàng là các chủ thể Si, các cột là các đối tƣợng Oj. Thành phần của ma trận A[Si,Oj] xác định quyền truy cập hiện thời . Các quyền truy cập thƣờng phụ thuộc vào kiểu đối tƣợng. Nếu đối tƣợng là các file thì quyền truy cập tƣơng ứng là: đọc, ghi, tạo, xoá, sao chép, cập nhật. Nếu đối tƣợng là các tiến trình thì quyền truy nhập tƣơng ứng là: chờ đợi, tín hiệu, gửi, nhận, thực hiện. Ngoài ra còn có các quyền truy cập đặc biệt sau: Quyền điều khiển: nếu một chủ thể Si tạo ra một chủ thể Sj thì chủ thể Si có quyền điều khiển Sj và có thể xoá bất kì quyền truy cập nào của nó. Quyền làm chủ: Nếu một chủ thể S tạo ra một đối tƣợng O thì chủ thể S có quyền làm chủ đối tƣợng O và có quyền thay đổi quyền truy cập tới đối tƣợng O của tất cả các chủ thể khác. Quyền chuyển quyền: Chủ thể S có quyền chuyển quyền đối với một đối tƣợng O, có thể trao quyền hiện có của mình tới đối tƣợng O cho một chủ thể khác (quyền đƣợc trao phải nhỏ hơn quyền chuyển quyền). Trạng thái hiện thời của các quyền bảo vệ sẽ thay đổi khi có một quyền mới đƣợc trao hay loại bỏ một quyền ra khỏi ma trận truy cập. Tất cả những thay đổi đó sẽ đƣợc cập nhật vào ma trận thông qua một bộ kiểm tra ma trận truy cập. Bộ kiểm tra này thực hiện thay đổi nội dung của ma trận truy cập bằng một tập các lệnh bảo vệ; có 8 lệnh trong tập lệnh bảo vệ: - Transfer: Chuyển quyền a cho một chủ thể khác. - Grant: Ban quyền a cho chủ thể khác. - Delete: Xoá quyền a. - Read: Đọc nội dung ma trận truy cập. - Create object: Tạo một đối tƣợng mới. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 31
  32. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Delete object: Xoá một đối tƣợng đã có. - Create subject: Tạo một chủ thể mới. - Delete subject: Xoá một chủ thể đã có. Ưu điểm của việc sử dụng ma trận truy cập là supervison có quyền tối cao, điều khiển toàn bộ việc bổ sung hay loại bỏ quyền truy cập của những ngƣời sử dụng khác trong hệ thống. Hơn nữa, quyền truy cập của từng chủ thể lên từng đối tƣợng là rất cụ thể. Mặt khác nó cho phép thay đổi các đối tƣợng và chủ thể một cách nhanh chóng và dễ dàng. Cơ chế này rất thích hợp với những cơ chế quản lí tập trung. Tuy nhiên, đối với những hệ thống có số lƣợng ngƣời sử dụng đông đảo, danh sách điều khiển truy cập chở nên phức tạp, cồng kềnh, dẫn đến việc truy cập mất nhiều thời gian, làm giảm hiệu xuất làm việc của hệ thống. 2.3. MÔ HÌNH HRU (HARISON RUZZO – ULLMAN) Mô hình HRU định rõ hệ thống quyền hạn. S: là tập các chủ thể O: là tập các đối tƣợng R: là tập các quyền truy cập M (M ) Một ma trận truy cập so s S,o O với M so R Có 6 hành động nguyên thuỷ: - nhập r vào trong /từ M so - tạo/xoá chủ thể S - tạo/xoá đối tƣợng O Sự bảo mật của mô hình HRU: Các định nghĩa: Một ma trận truy cập M lộ ra quyền r nếu có một lệnh c : M M ' thêm quyền r vào trong M mà không chứa r trƣớc đó, có nghĩa là s,o sao ' cho r M s,o và r M s,o Một ma trận truy cập M là an toàn đối với quyền r nếu không có chuỗi lệnh nào có thể biến đổi M thành một trạng thái mà lộ ra r. Do đó, sự kiểm chứng sự bảo mật có thể chuyển thành sự kiểm chứng đặc tính an toàn. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 32
  33. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Định lý: 1. Cho một ma trận truy cập M và một quyền r, sự kiểm chứng độ an toàn của M đối với quyền r là một vấn đề không thể quyết định đƣợc. 2. Cho một hệ thống quyền hạn toán tử đơn, một ma trận truy cập M và một quyền r, sự kiểm chứng độ an toàn của M đối với r là có thể quyết định đƣợc. Còn nếu lệnh do 2 hành động đƣợc cho phép chúng tôi lấy không thể quyết định đƣợc. 3. Vấn đề an toàn cho các hệ thống quyền hạn là có thể quyết định đƣợc nếu số chủ thể đƣợc giới hạn. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 33
  34. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT CHƢƠNG 3. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THÔNG TIN CỦA BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI 3.1 HỆ THỐNG MẠNG Hệ thống máy chủ, phòng điều hành mạng đƣợc đặt tại phòng 421(nhà D)- phòng tích hợp cơ sở dữ liệu và quản trị mạng Hệ thống máy sever, Nhà B phòng điều hành Nhà A mạng Thiết bị bắt sóng mạng wireless Nhà C Nhà D Các center switch, mỗi switch kết nối khoảng 20-40 máy client Cổng chính Sơ đồ mạng của Bộ Giao thông vận tải Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 34
  35. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT a. Các nhân lực phòng THDL&QTM: 07 ngƣời - Hoàng Mạnh Cƣờng: Trƣởng phòng - Phùng Văn Trọng: Phó trƣởng phòng - Lê Văn Long: Chuyên viên - Vũ Thuý Hoa: Chuyên viên - Ngọc Anh Trung: Chuyên viên - Nguyễn Văn Trƣờng: Chuyên viên - Hoàng Trung Hiếu: Chuyên viên b. Thực trạng hạ tầng mạng LAN Về căn bản các thiết bị mạng đã có sẵn, cụ thể nhƣ sau: Các thiết bị mạng trong phòng 421_trung tâm quản tri mạng Server: 10 cái Cisco Switch 2960: 2 cái Cisco Switch 2950: 1 cái Cisco Switch HP 2626: 1 cái PIX 525e: 2 cái Cisco Router 3745: 2 cái Cisco Router ASA 5520: 2 cái Catalyst 2950: 1 cái Catalyst 3550: 1 cái Các thiết bị mạng ở nhà D Số cổng sử dụng/ TT Tên switch - Vị trí đặt SL Ghi chú Tổng số cổng 1 Cisco2960 24 port (T11) - Tầng 1 01 24/24 + Gi-1,2 VP Bộ 2 Cisco2950 24 port (T12) - Tầng 1 01 23/24 Thanh tra 3 Cisco2950 24 port (T21) - Tầng 2 01 24/24 Vụ KHCN 4 Cisco2950 24 port (T22) - Tầng 2 01 10/24 Vụ HTQT 5 Planet 24 port (T311) - Tầng 3 01 24/24 Vụ TCCB 6 Planet 24 port (T312) - Tầng 3 01 18/24 Vụ TCCB 7 HP 24 port (T32) - Tầng 3 01 23/24 Vụ KHĐT Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 35
  36. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT 8 Cisco2950 24 port (T421) - Tầng 4 01 20/24 Vụ PC/KHĐT 9 Cisco2950 24 port (T422) - Tầng 4 01 15/24 Vụ Vận tải 10 Cisco2950 24 port (TIC) - Tầng 6 01 22/24 TT CNTT 11 Switch 16 port (P.401) - Tầng 4 01 Vụ KHĐT 1. Nhận xét ứng dụng CNTT tại Bộ GTVT Một số ứng dụng đã đƣợc triển khai, có ảnh hƣởng tích cực và hiệu quả vào công tác quản lý, điều hành; góp phần tích cực đổi mới phong cách làm việc của cán bộ công chức. Cụ thể: Các ứng dụng điển hình tại Bộ GTVT: - WEBSITE Bộ GTVT, với thông tin khá phong phú, cập nhật nhanh (3 lần/ngày) phản ánh các hoạt động chỉ đạo, điều hành của Lãnh đạo Bộ và hoạt động của các đơn vị trong ngành. Lƣợng truy cập tƣơng đối cao, khoảng 5000-6000 lƣợt mỗi ngày. 9 tháng đầu năm 2008 đã đạt 1.000.000 lƣợt truy cập. - Hệ thống thƣ điện tử của Bộ GTVT với gần 400 địa chỉ thƣ đang hoạt động hiệu quả. - Phần mềm hỗ trợ công tác quản lý và điều hành nhƣ quản lý văn bản đi/đến, văn bản trình ký, lịch làm việc của Lãnh đạo Bộ. - Các cơ sở dữ liệu: VB QPPL về GTVT, VB điều hành, Tiêu chuẩn công nghệ ngành GTVT đƣợc công khai trên Internet. - Các trang thông tin điện tử chuyên ngành nhƣ: CCHC, Thanh tra GTVT, KHCN, Thông tin đấu thầu các dự án GTVT. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 36
  37. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT 3.2 CÁC CƠ CHẾ BẢO MẬT ÁP DỤNG TẠI TRUNG TÂM CNTT 3.2.1. Xây dựng các mức bảo vệ thông tin. Thông tin Quyền truy nhập Login/Password Mã hoá dữ liệu Bảo vệ vật lý Firewall Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 37
  38. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT 3.2.2. Các phƣơng pháp và phƣơng tiện bảo vệ thông tin trên mạng Các chƣớng ngại Vật lý Điều khiển Máy móc Mã hoá thông tin Chƣơng trình Các CácCác phƣơng phphƣơngương pháp bảo pháppháp tiền tiền vệ Quy định Tổ chức bảo vệ bảo vệ Cƣỡng bức Luật pháp Kích thích Đạo đức Cơ chế vật lý và quy định: Hệ thống mạng của Bộ GTVT đƣợc quản lý trực tiếp bởi trung tâm công nghệ thông tin. Các Server lƣu trữ dữ liệu đƣợc đặt ở phòng riêng, chỉ cho những ngƣời có chức năng và thẩm quyền đƣợc vào. Có nội quy sử dụng và truy cập mạng một các rõ ràng thông qua các tài khoản. Các quy định đều đƣợc phổ biến rộng rãi cho mọi ngƣời sử dụng đúng mục đích và an toàn. 3.2.3 Cơ chế an toàn trên hệ điều hành Cơ chế làm việc chung trên mạng - Nhiều ngƣời đồng thời sử dụng các dịch vụ mạng (Multiuser) - Nhiều ứng dụng cùng chạy tại một máy trạm (Multitasking). - Tài nguyên và bộ nhớ đƣợc chia sẻ giữa các ứng dụng và ngƣời dùng (Sharing). - Tiêu chuẩn an toàn cho các hệ điều hành Dễ dàng đăng nhập an toàn (Secure log-on facility): Chỉ cần một user ID và một password. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 38
  39. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Điều khiển truy nhập tuỳ ý (Discretionary access control): mỗi user có thể quyết định cho phép ngƣời khác truy nhập ở mức độ nào đối với các file của anh ta. Kiểm soát: hệ điều hành phải phát hiện và ghi lại tất cả các sự kiện liên quan đến tính an toàn của hệ thống. Bảo vệ bộ nhớ (Memory protection): bộ nhớ phải có thể đƣợc bảo vệ khỏi việc đọc, ghi không đƣợc xác thực. Toàn bộ bộ nhớ phải đƣợc khởi tạo lại trƣớc khi chúng đƣợc tái sử dụng, vì thế nội dung của các bản ghi trƣớc đó sẽ không bị mất. Điều khiển truy nhập bắt buộc: hệ điều hành phải duy trì một mức an toàn riêng cho mỗi user và mỗi đối tƣợng. Cơ chế an toàn hệ điều hành - Mọi thông tin và thiết bị trên mạng phải chịu sự quản lý của hệ thống. Mọi ngƣời khi truy nhập vào hệ thống và tài nguyên phải đƣợc kiểm soát, tránh lạm dụng quyền hạn sử dụng hoặc tìm cách vƣợt quá quyền hạn cho phép. - Cơ chế an toàn của hệ điều hành mạng có nhiệm vụ quản lý và phân quyền cho ngƣời sử dụng đối với các tài nguyên mạng. Cơ chế quản lý càng cụ thể và chặt chẽ càng làm tăng độ an toàn cho các mạng máy tính. - Mọi tài nguyên trên mạng đƣợc chia sẻ về các miền và các nhóm làm việc hay các thiết bị mạng. Mọi tài nguyên trên mạng đƣợc các hệ điều hành mạng phân cấp quản lý chặt chẽ theo vai trò ngƣời sử dụng trong miền hay nhóm làm việc. Cơ chế quản lý theo miền là cơ chế quản lý chặt chẽ và tập trung do đó nó có độ an toàn cao. Cơ chế quản lý của hệ điều hành mạng như sau: - Mỗi tài nguyên đƣợc gán các mức truy nhập nhƣ thao tác đối với máy in, các thao tác đọc ghi, xoá hay tổ hợp của chúng đối với tệp, thƣ mục. Mỗi ngƣời sử dụng có một tập các quyền đối với các tài nguyên. Tuỳ theo vai trò của ngƣời sử dụng mà tập này lớn hay nhỏ. Ngƣời quản trị mạng là ngƣời có nhiều quyền hạn nhất. - Hệ thống không chỉ phân chia quyền hạn mà còn phải kiểm soát quyền sử dụng đúng nhƣ đã phân chia, bao gồm việc kiểm soát chặt chẽ tài nguyên và ngƣời sử dụng. - Muốn một hệ điều hành mạng an toàn ngƣời ta phải xây dựng chính sách an toàn cho nó. Chính sách an toàn phải chặt chẽ và rất đầy đủ. Sau đó ngƣời ta xây dựng các mô hình an toàn dựa trên các chính sách an toàn. Các mô hình này phải phản ánh đúng các chính sách an toàn và dễ thực thi. Cuối cùng là cài đặt mô hình an toàn vào hệ điều hành mạng đã xây dựng. Các vấn đề cần quan tâm đối với hệ thống an toàn hệ điều hành - Bộ nhớ (memory): Bộ nhớ phải đƣợc phân chia và sử dụng độc lập giữa những ngƣời sử dụng và ứng dụng. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 39
  40. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Các thiết bị vào ra (I/O devices): Các thiết bị vào ra phải đƣợc sử dụng tách biệt giữa các ứng dụng, ngƣời sử dụng nhƣ các ổ đĩa chẳng hạn. - Các thiết bị ngoại vi: Các thiết bị ngoại vi nhƣ máy in, máy vẽ, cần đƣợc bảo vệ và phân quyền sử dụng. - Các ứng dụng và các chƣơng tình con chia sẻ: cần đƣợc bảo vệ và phân cấp sử dụng tốt. - Số liệu chia sẻ: Cần đƣợc bảo vệ và sử dụng đúng quyền hạn giữa những ngƣời sử dụng và ứng dụng. Cài đặt cơ chế an toàn cho hệ thống mạng Window server 2003 - Để cài đặt cơ chế an toàn cho hệ thống, ta thực hiện thiết lập chính sách bảo mật Domain nhƣ sau: Start – Program – Adminstrator Tools – Domain Security Policy. Công cụ quản trị hệ thống Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 40
  41. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Chính sách về mật khẩu Chính sách khoá khoản mục Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 41
  42. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Hình 4.9. Quyền hạn của ngƣời dùng Hình 4.10. Gán quyền truy nhập từ xa Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 42
  43. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 43
  44. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 44
  45. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 45
  46. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT 3.2 ĐỀ XUẤT CÁC CƠ CHẾ BẢO MẬT CHO BỘ GTVT Cài đặt phần mềm Firewall (phần mềm ISA 2006) Sơ lược về ISA 2006 Nhƣ mọi ngƣời đã biết nếu ta Publish a Web Server, FTP, DNS Server, thì khi hacker tấn công vào các Server của chúng ta, các Server sẽ chịu tác động trực tiếp, nhƣ thế nội dung Website sẽ bị thay đổi dẫn đến tổ chức, doanh nghiệp có thể bị thiệt hại về mặt nào đó. Vì vậy ta nên cài ISA hay các phần mềm Firewall khác để bảo vệ các Server cũng nhƣ Internal network của chúng ta - Vì sao cài ISA, các Server có thể tránh đƣợc các cuộc tấn công trực tiếp. Khi cài ISA vào thì máy ISA Server sẽ trở thành Firewall. Lúc này ISA Server sẽ đứng ngoài cùng hệ thống mạng, chịu trách nhiệm giám sát việc truy xuất ra ngoài cũng nhƣ truy cập từ bên ngoài vào của toàn bộ hệ thống mạng. Giờ đây việc Publish các Web, FTP Server sẽ không Publish trực tiếp nữa mà thông qua ISA Server. Khi bên ngoài yêu cầu truy cập Website của tổ chức, thì ISA sẽ lắng nghe và forward port 80 vào máy nào làm Web Server bên trong. Nhƣ vậy khi bị tấn công ISA sẽ hứng chịu toàn bộ các cuộc tấn công. Các Server sẽ trở nên an toàn hơn Nhƣ vậy hệ thống của chúng ta sẽ đƣợc bảo mật hơn từ bên ngoài. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 46
  47. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Cho phép các máy trong mạng LAN truy cập Internet Tạo Access Rule cho phép Localhost và Internal truy cập lẫn nhau: - Giao diện ISA Management: Click phải Firewall Policy New Access Rule - Đặt tên Access Rule: Internal-Localhost Next - Chọn Allow Next Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 47
  48. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Chọn All outbound traffic Next - Nhấn Add - Double Click vào Internal - Double Click vào Localhost - Next - Next Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 48
  49. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Finish - Apply OK Tạo Publishing Rule để Publish Web Server: - Giao diện ISA Management: Firewall Policy Toolbox Network Objects Click phải Web Listeners New Web Listener - Đặt tên Web Listener là Web80 Next Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 49
  50. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Chọn Do not require SSL secured connetions with clients Next - Đánh dấu mục chọn External Next - Chọn No Authentication Next Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 50
  51. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Next - Finish - Click phải Firewall Policy New Web Site Publishing Rule Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 51
  52. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Đặt tên Rule: Publish Web Next - Chọn Allow Next - Chọn Publish a single Web site or load balancer Next Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 52
  53. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Chọn Use non-secured connections to connect the published Web server or server farm Next - Internal site name: đánh FQDN của máy Web Server (“”) - Đánh dấu chọn Use a computer name or IP address to connect to the published server - Computer name or IP address: đánh IP Web server (“”) - Next - Accept request for: chọn Any domain name Next Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 53
  54. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Web Listener: Chọn Web80 Next - Chọn No delegation, and client cannot authenticate directly Next - Next Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 54
  55. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Finish Apply OK 3.4. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH BẢO MẬT ÁP DỤNG CHO BỘ GTVT Ứng dụng bảo vệ cơ sở dữ liệu trong hệ thống phần mềm quản lý dữ liệu, những thông tin quan trọng của Bộ, trung tâm CNTT sử dụng hệ quản trị CSDL Microsoft Access đƣợc phân quyền và bảo mật theo mật khẩu và mã hoá dữ liệu. Áp dụng điều khiển truy nhập tự quyết trong hệ thống phần mềm quản lý của trung tâm CNTT Điều khiển truy nhập tự quyết là phƣơng thức giới hạn quyền truy nhập cho các đối tƣợng dựa trên việc xác nhận đối tƣợng của chủ thể hay nhóm chủ thể. Điều khiển truy nhập tự quyết là loại cơ chế điều khiển phổ biến nhất hiện nay đƣợc triển khai trên các hệ thống thông tin với việc cung cấp Username và Password cho từng ngƣời dùng trong các nhóm phân quyền khác nhau. Các chủ thể và quyền hạn trong hệ thống Dựa trên quá trình phân tích yêu cầu ngƣời dùng, trên cơ sở các yêu cầu đó hệ thống đƣa ra các chức năng của các chủ thể. Hệ thống gồm ba chủ thể chính: - Ngƣời quản lý: Trao quyền hoặc huỷ bỏ các quyền sử dụng hệ thống cho các nhân viên là Username và Password, và khách ngƣời truy cập website, quản lý các công việc cập nhật, sửa xoá, lƣu trữ thông tin, cơ sở dữ liệu. - Nhân viên: dành cho ngƣời sử dụng có quyền là Nhân viên trong văn phòng Bộ, là ngƣời sử dụng chính trong hệ thống. Nhân viên có nhiêm vụ và có quyền hạn sử dụng hệ thống trong phân vùng mà ngƣời quản lý cấp quyền, nhƣ đƣợc cấp tài khoản truy cập website của Bộ GTVT , truy cập, cập nhật CSDL, trao đổi mail và đƣợc bảo vệ tính riêng tƣ Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 55
  56. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT - Khách là ngƣời không thuộc cơ quan Bộ, có quyền truy cập vào website tra cứu thông tin, và khách cũng chỉ đƣợc sử dụng trong phân vùng cho phép (phân vùng phi quân sự DMZ “DeliMitary Zone”) Xác lập cơ chế điều khiển truy cập tự quyết Đối với mỗi đối tƣợng, một ngƣời dùng hay một nhóm ngƣời dùng có xác nhận để cấp phát hay huỷ bỏ quyền truy nhập tới đối tƣợng đó. ”. Điều khiển truy nhập MAC chủ yếu dựa trên xác nhận của ngƣời dùng và đối tƣợng. Ma trận điều khiển truy nhập, chứa tên chủ thể trong các hàng, và tên đối tƣợng trong các cột. Mỗi giao điểm chỉ định kiểu truy nhập của ngƣời dùng đối với đối tƣợng đó. Trong đó các hàng thể hiện ngƣời dùng hệ thống, các cột biểu diễn đặc quyền của đối tƣợng lên chủ thể. Quyền truy nhập mô tả các thao tác nhất định mà chủ thể có thể thực hiện trên đối tƣợng. Insert – chèn: chèn một bộ của đối tƣợng Select - chọn: duyệt các bộ Delete – xoá: xoá bộ của đối tƣợng Update - cập nhật: thay đổi nội dung trong các bộ Grant – trao quyền: trao quyền truy nhập đối tƣợng Cơ chế điều khiển truy nhập đƣợc thông qua các chức năng của các hệ quản trị CSDL Microsoft Access. Bảng truy nhập của các chủ thể trong hệ thống quản lý đào tạo đƣợc thể hiện tổng quát hoá với cá chức năng sau: Bảng 4.1. Quả n lý dữ liệu hệ thống Chủ thể Select Insert Update Delete Grant Ngƣời quản lý      Nhân viên Khách Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 56
  57. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Bảng 4.1. Quản lý nhân viên Chủ thể Select Insert Update Delete Grant Ngƣời quản lý      Nhân viên Khách Bảng 4.1. Quản lý khách Chủ thể Select Insert Update Delete Grant Ngƣời quản lý      Nhân viên Khách Bảng 4.1. Báo cáo thống kê Chủ thể Select Insert Update Delete Grant Ngƣời quản lý      Nhân viên Khách Áp dụng điều khiển truy nhập bắt buộc vào hệ thống Xác định chủ thể, phân hạng an ninh Điều khiển truy nhập bắt buộc MAC thiết lập dựa trên nhãn an ninh của các chủ thể và các đối tƣợng. Mức rõ clear(S) với chủ thể S, phân hạng class(O) với đối tƣợng O. Quyền truy nhập dựa theo hai thuộc tính: Thuộc tính đơn giản:chủ thể S có quyền đọc đối tƣợng O khi clear(S)> class(S). Thuộc tính sao: Chủ thể S có quyền ghi đối tƣợng O khi clear(S)< class(S). Hệ thống gồm ba chủ thể chính: ngƣời quản lý, nhân viên, khách Phân tích các yêu cầu sử dụng thông tin của các chủ thể trong hệ thống, các thuộc tính đƣợc chỉ định thành các hãng an ninh đƣợc chỉ định theo thứ tự: Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 57
  58. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT U<C<S<TS. Hệ thống nhãn đƣợc chỉ định dựa trên chức năng và yêu cầu an ninh của hệ thống đối với từng chủ thể của hệ thống. Trong đó: U – Unclassified: mức an ninh ngầm định C – Confident: mức an ninh thứ hai S – Seret: mức an ninh thƣ ba TS – TopSecret: mức an ninh thứ tƣ Yêu cầu an ninh hệ thống Hệ thống quản lý đào tạo đựoc phân cấp theo từng khung nhìn dựa trên phân loại ngƣời dùng. Các khung nhìn đƣợc thiết lập trong hệ thống gồm có: - Khung nhìn View1: hiển thị của sổ truy nhập cho giáo vụ. Nguời có khung nhìn View1 có thể truy nhập toàn CSDL. - Khung nhìn View2: Hiển thị thông tin cho các chủ thể là nhân viên. - Khung nhìn View3: hiển thị của sổ truy nhập cho các chủ thể là khách. 3.5. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO MẬT DỮ LIỆU ÁP DỤNG CHO BỘ GTVT Trong thực tế, các thông tin mật của hệ thống có thể bị tiết lộ hoặc thay đổi thông qua các tập tin *.mdb một cách khá đơn giản với các sản phẩm của Microsoft đƣợc dùng chung dữ liệu. Những việc này thật đơn giản với những ai chỉ cần có chút kiến thức về tin học và biết đƣợc file cơ sở dữ liệu đặt ở đâu trong hệ thống. Không những thế, hệ thống có thể dễ dàng bị đăng nhập thông qua việc lấy thông tin bằng cách làm giả file mật khẩu . Bảo mật sơ sở dữ liệu bảng mã hoá Nhƣ đã nêu file chứa mật khẩu có thành phần mật khẩu đựợc mã hoá do vậy không đọc đƣợc mật khẩu một cách dễ dàng. Muốn giải mã để tìm đƣợc mật khẩu chúng ta cần phải biết thuật toán và khoá đƣợc dùng khi mã hoá. Với số lƣợng thuật toán mã hoá đã biết thì việc tìm kiếm theo phƣơng pháp vét cạn là không thực tế. Nhƣ vậy nếu dữ liệu đƣợc lƣu trong tập tin *.mdb đã đƣợc mã hoá bằng một thuật toán mã hoá bất kỳ thì rõ ràng việc truy nhập vào CSDL trực tiếp không thông qua chƣơng trình sẽ không có ý nghĩa vì không đọc đƣợc nội dung thực của thông tin đƣợc lƣu trữ. Tuy nhiên hệ thống vẫn bị xâm phạm nếu làm giả đƣợc mật khẩu truy nhập vào hệ thống. Bởi vì trong phiên làm việc dữ liệu đƣợc thể hiện ở dạng không mã hoá để ngƣời dùng có thể hiểu đƣợc. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 58
  59. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Từ các phân tích trên đề xuất việc mã hoá nhƣ sau: Toàn bộ CSDL sẽ đƣợc mã hoá bằng một khoá do ngƣời quản trị lựa chọn tƣơng tự nhƣ cơ chế sử dụng mật khẩu. Trƣớc khi chƣơng trình làm việc với CSDL thông tin đƣợc lƣu trữ sẽ đƣợc giải mã và khi kết thúc phiên làm việc thông tin lại đƣợc mã hoá trƣớc khi lƣu trữ. Với hệ thống đề xuất việc bổ sung modul mã hoá và giải mã dữ liệu trƣớc và sau khi sử dụng dữ liệu. Sơ đồ đề xuất gồm: Dữ liệu vào Mã hoá Bộ Ngƣời Lƣu trữ dùng mã hoá/ giải mã Giải Dữ liệu ra mã Chƣơng trình demo mô hình mã hóa giải mã bằng thuật toán DES Môi trƣờng cài đặt: Ngôn ngữ lập trình Microsoft Visual Basic 6.0 Hệ điều hành Windows XP Máy tính Petium III, CPU 550 Hz, 128 MB RAM Một số giao diện hệ thống Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 59
  60. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 60
  61. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT MỘT SỐ ĐOẠN MÃ CHÍNH CỦA CHƢƠNG TRÌNH CHUONG TRINH MA HOA DES Private Sub encrypt_btn_Click() round_no = 1 str1 = Text3.Text For i = 1 To Len(str1) asc_code = (convert_to_binary(Asc(Mid$(str1, i, 1)))) str3 = LTrim$(Str(asc_code)) diff = 9 - Len(str3) If diff > 1 Then For j = 1 To diff - 1 str3 = "0" + str3 Next j End If str2 = str2 + str3 Next i input_key = str2 MsgBox input_key + Str(Len(input_key)) str1 = Text1.Text str2 = "" For i = 1 To Len(str1) asc_code = (convert_to_binary(Asc(Mid$(str1, i, 1)))) str3 = LTrim$(Str(asc_code)) diff = 9 - Len(str3) If diff > 1 Then For j = 1 To diff - 1 str3 = "0" + str3 Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 61
  62. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT Next j End If str2 = str2 + str3 Next i plain_text = str2 str4 = plain_text ip For i = 1 To 32 l_block = l_block + Mid$(plain_text, i, 1) r_block = r_block + Mid$(plain_text, 32 + i, 1) Next i permuted_choice_1 ' generate_sub_keys While (round_no <= 16) plain_text = r_block Expansion_permutation str3 = vbNullString For i = 1 To 48 If (Mid$(plain_text, i, 1) = Mid$(sub_key(round_no), i, 1)) Then str3 = str3 + "0" Else str3 = str3 + "1" End If Next i counter = 1 tmp_str2 = vbNullString plain_text = str3 Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 62
  63. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT For i = 1 To 48 Step 6 str2 = Mid$(plain_text, i, 6) tmp_str1 = Mid$(str2, 1, 1) tmp_str1 = tmp_str1 + Mid$(str2, 6, 1) row_no = convert_to_decimal 'converts the contents in tmp_str1 to decimal tmp_str1 = Mid$(str2, 2, 4) col_no = convert_to_decimal 'converts the contents in tmp_str1 to decimal j = row_no * 16 + (col_no) j = (j * 2) + 1 j = convert_to_binary(Val(Mid$(s_box(counter), j, 2))) str3 = LTrim$(Str(j)) diff = 5 - Len(str3) If diff > 1 Then For j = 1 To diff - 1 str3 = "0" + str3 Next j End If tmp_str2 = tmp_str2 + str3 counter = counter + 1 Next i plain_text = tmp_str2 ' str3 = vbNullString For i = 1 To 32 If (Mid$(l_block, i, 1) = Mid$(plain_text, i, 1)) Then str3 = str3 + "0" Else str3 = str3 + "1" Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 63
  64. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT End If Next i l_block = r_block r_block = str3 round_no = round_no + 1 Wend tmp_str1 = r_block r_block = l_block l_block = tmp_str1 plain_text = l_block + r_block ip_inverse str2 = vbNullString str3 = vbNullString For i = 1 To 64 Step 8 tmp_str1 = Mid$(plain_text, i, 8) str2 = LTrim$(Str(convert_to_decimal)) Text2.Text = Text2.Text + Chr(Val(str2)) Next i MsgBox str4 + Str(Len(str4)) + vbCrLf + plain_text + Str(Len(plain_text)) + vbCrLf + str3 End Sub CHƢƠNG TRÌNH GIẢI MÃ DES Private Sub decrypt_btn_Click() round_no = 16 str1 = vbNullString str2 = vbNullString str3 = vbNullString str4 = vbNullString Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 64
  65. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT l_block = vbNullString r_block = vbNullString c_block = vbNullString d_block = vbNullString plain_text = vbNullString input_key = vbNullString tmp_str1 = vbNullString tmp_str2 = vbNullString str1 = Text3.Text For i = 1 To Len(str1) asc_code = (convert_to_binary(Asc(Mid$(str1, i, 1)))) str3 = LTrim$(Str(asc_code)) diff = 9 - Len(str3) If diff > 1 Then For j = 1 To diff - 1 str3 = "0" + str3 Next j End If str2 = str2 + str3 Next i input_key = str2 MsgBox input_key + Str(Len(input_key)) str1 = Text2.Text str2 = "" For i = 1 To Len(str1) asc_code = (convert_to_binary(Asc(Mid$(str1, i, 1)))) str3 = LTrim$(Str(asc_code)) diff = 9 - Len(str3) Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 65
  66. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT If diff > 1 Then For j = 1 To diff - 1 str3 = "0" + str3 Next j End If str2 = str2 + str3 Next i plain_text = str2 str4 = plain_text ip For i = 1 To 32 l_block = l_block + Mid$(plain_text, i, 1) r_block = r_block + Mid$(plain_text, 32 + i, 1) Next i permuted_choice_1 generate_sub_keys While (round_no >= 1) plain_text = r_block Expansion_permutation str3 = vbNullString For i = 1 To 48 If (Mid$(plain_text, i, 1) = Mid$(sub_key(round_no), i, 1)) Then str3 = str3 + "0" Else str3 = str3 + "1" End If Next i counter = 1 Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 66
  67. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT tmp_str2 = vbNullString plain_text = str3 For i = 1 To 48 Step 6 str2 = Mid$(plain_text, i, 6) tmp_str1 = Mid$(str2, 1, 1) tmp_str1 = tmp_str1 + Mid$(str2, 6, 1) row_no = convert_to_decimal 'converts the contents in tmp_str1 to decimal tmp_str1 = Mid$(str2, 2, 4) col_no = convert_to_decimal 'converts the contents in tmp_str1 to decimal j = row_no * 16 + (col_no) j = (j * 2) + 1 j = convert_to_binary(Val(Mid$(s_box(counter), j, 2))) str3 = LTrim$(Str(j)) diff = 5 - Len(str3) If diff > 1 Then For j = 1 To diff - 1 str3 = "0" + str3 Next j End If tmp_str2 = tmp_str2 + str3 counter = counter + 1 Next i plain_text = tmp_str2 permutation_P ' str3 = vbNullString For i = 1 To 32 If (Mid$(l_block, i, 1) = Mid$(plain_text, i, 1)) Then Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 67
  68. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT str3 = str3 + "0" Else str3 = str3 + "1" End If Next i l_block = r_block r_block = str3 round_no = round_no - 1 Wend tmp_str1 = r_block r_block = l_block l_block = tmp_str1 plain_text = l_block + r_block ip_inverse str2 = vbNullString str3 = vbNullString For i = 1 To 64 Step 8 tmp_str1 = Mid$(plain_text, i, 8) str2 = LTrim$(Str(convert_to_decimal)) Text1.Text = Text1.Text + Chr(Val(str2)) Next i MsgBox str4 + Str(Len(str4)) + vbCrLf + plain_text + Str(Len(plain_text)) + vbCrLf + str3 End Sub Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 68
  69. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT KẾT LUẬN An toàn thông tin và các giải pháp an toàn đang là vấn đề đang đƣợc quan tâm và ngày càng đƣợc chú trọng hiện nay.Vì vậy nghiên cứu và đƣa ra những giải pháp giải quyết vấn đề này hết sức cần thiết và phải đƣợc triển khai một các mạnh mẽ và hiệu quả. Tại Việt Nam Bộ thông tin và truyền thông, đã và đang triển khai rất nhiều dự án nhằm xây dựng các hệ thống thông tin, vì sự phát triển chung nhằm đảm bảo tốt hơn một môi trƣờng hoạt động trong lĩnh vực công nghệ thông tin một các an toàn và bền vững. Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, em đã không tránh khỏi những thiếu sót, em cố gắng tìm hiểu các hệ thống thông tin, nghiên cứu, đƣa ra các giải pháp an toàn và các ứng dụng cho các lĩnh vực của công nhên thông tin hiện nay. Kính mong thầy cô giúp đỡ cho chƣơng trình của em ngày càng hoàn thiện hơn. Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 69
  70. Nghiên cứu các mô hình bảo mật thông tin, ứng dụng bảo mật hệ thống thông tin của Bộ GTVT TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tài liêu điện tử Lý thuyết mật mã & an toàn bảo mật thông tin của Phan Đình Diệu khoa công nghệ thông tin –Đại học quốc gia Hà Nôi – 2002 2. An toàn bảo mật thông tin của Lê Thụy khoa công nghệ thông tin – Đại học dân lập Hải Phòng. 3. Website của Bộ giao thông vận tải: www.mt.gov.vn . 4. An toàn bảo mật hệ thống thông tin, Nguyễn Huy Công, 2004 5. William Stallings, Cryptography and Netword Security, Pearson Education International, 2000. 6. Cryptography: Theory and Practice Douglas R.Stinson, CRC Press 1995. 7. Computer Security , Lawrie Brown 8. Tyson Condie, Unstructured P2P Networks Nguyễn Thị Phương Thảo_Lớp CT901_Trường ĐHDL Hải Phòng 70