Hệ thống mật mã có thể phân thành hai nhóm chính dựa trên nguyên lý hoạt động: hệ đơn khóa và hệ song khóa.
- Hệ đơn khóa: Sử dụng cùng một khóa để mã hóa và giải mã. An toàn của hệ thống phụ thuộc vào việc giữ bí mật khóa, không liên quan đến việc bảo mật thuật toán.
- Hệ song khóa: Sử dụng hai khóa khác nhau cho quá trình mã hóa và giải mã. Đặc điểm nổi bật là khả năng tách biệt giữa mã hóa và giải mã, cho phép nhiều người dùng mã hóa thông điệp mà chỉ có người sở hữu khả năng giải mã mới có thể đọc được nội dung hoặc ngược lại.
Tổng quan về các cuộc tấn công mật mã (Trang 7)
| Loại tấn công | Nội dung mà kẻ tấn công nắm giữ |
|---|---|
| Tấn công chỉ với bản mã | - Thuật toán mã hóa - Một phần bản mã bị chặn |
| Tấn công với văn bản rõ đã biết | - Thuật toán mã hóa - Một phần bản mã bị chặn - Một hoặc nhiều cặp văn bản rõ/bản mã |
| Tấn công với văn bản rõ được chọn | - Thuật toán mã hóa - Một phần bản mã bị chặn - Văn bản rõ do kẻ tấn công chọn và bản mã tương ứng được tạo bởi khóa |
| Tấn công với bản mã được chọn | - Thuật toán mã hóa - Một phần bản mã bị chặn - Bản mã do kẻ tấn công chọn và văn bản rõ tương ứng sau khi giải mã |
Các kiểu mật mã cổ điển (Trang 8)
Mật mã thay thế đơn (Trang 9)
Một số ví dụ bao gồm:
- Mật mã Caesar
- Mật mã dịch chuyển
- Mật mã đồng nhất
Những phương pháp này khá đơn giản và dễ bị phá vỡ.
Mật mã thay thế đa bảng (Trang 10)
Cơ chế hoạt động thường sử dụng phép nhân hàng với cột, cộng tổng trước khi áp dụng modulo. Quá trình giải mã đòi hỏi việc tìm ma trận nghịch đảo và thực hiện các bước tương tự.
Cơ sở lý thuyết của mật mã dòng (Trang 13)
Ý tưởng cơ bản của mật mã dòng là sử dụng khóa \( k \) để tạo ra một luồng khóa \( z = z_0 z_1 z_2 \ldots \), sau đó áp dụng quy tắc mã hóa như sau đối với chuỗi văn bản rõ \( x = x_0 x_1 x_2 \ldots \):
\[ y = y_0 y_1 y_2 \ldots = E_{z_0}(x_0) E_{z_1}(x_1) E_{z_2}(x_2) \ldots \]Máy tự động trạng thái hữu hạn (Trang 14)
Một cấu trúc quan trọng trong mật mã dòng là máy tự động trạng thái hữu hạn, nơi mà trạng thái tiếp theo phụ thuộc vào trạng thái hiện tại và đầu vào.
Mạch hồi tiếp tuyến tính (Trang 16)
- Một mạch hồi tiếp tuyến tính cấp \( n \) có tối đa \( 2^n \) trạng thái.
- Chu kỳ trạng thái của mạch này nhỏ hơn hoặc bằng \( 2^n - 1 \).
- Chu kỳ của dãy đầu ra cũng nhỏ hơn hoặc bằng \( 2^n - 1 \).
- Bằng cách lựa chọn hàm phản hồi phù hợp, chu kỳ của dãy đầu ra có thể đạt giá trị tối đa \( 2^n - 1 \). Dãy có chu kỳ tối đa được gọi là dãy \( m \).