Bài giảng Công nghệ phần mềm - Chương 6: An ninh trong thương mại điện tử - Đỗ Thị Nhâm

29/08/2017
1
1
Chương 6 An ninh trong TMĐT
1. Nguyên nhân trở ngại TMĐT phát triển
2. Vấn đề an ninh cho các hệ thống TMĐT
3. Các giao thức bảo mật
4. An ninh trong TMĐT
2
1. Nguyên nhân trở ngại TMĐT phát triển
“Lý do đầu tiên làm người dùng ngần ngại
khi sử dụng TMĐT là lo bị mất thông tin thẻ
tín dụng, bí mật cá nhân bị dùng sai mục
đích.”
www.ecommercetimes.com, 2003
Cho tôi lòng tin (của 
khách hàng), tôi sẽ trở 
thành tỷ phú (USD)
3
2. Vấn đề an ninh cho các hệ thống TMĐT
 TMĐT gắn liền với giao dịch, thẻ tín dụng, séc điện
tử, tiền điện tử
 Rủi ro trong thương mại truyền thống đều xuất hiện
trong TMĐT dưới hình thức tinh vi, phức tạp hơn.
 Tội phạm trong TMĐT tinh vi, phức tạp hơn
 Các hệ thống an ninh luôn tồn tại điểm yếu
 Vấn đề an ninh với việc dễ dàng sử dụng là hai mặt
đối lập
 Phụ thuộc vào vấn đề an ninh của Internet, an ninh
thanh toán, số lượng trang web
4
2. Vấn đề an ninh cho các hệ thống TMĐT
 Một số dạng tấn công tin học trong TMĐT
 Phần mềm độc hại (virus, trojan, worm)
 Tin tặc
 Gian lận thẻ tín dụng
 Tấn công từ chối dịch vụ (DOS)
 Phishing (kẻ giả mạo)
5
3. Các giao thức mật mã
 Mật mã giải quyết các vấn đề có liên quan đến
bí mật, xác thực, tính toàn vẹn, và chống phủ định
 Giao thức là một chuỗi các bước, liên quan đến hai
hoặc nhiều bên, được thiết kế để thực hiện một
nhiệm vụ
 “Chuỗi các bước”: giao thức có một trình tự, từ đầu đến
cuối
 Mỗi bước phải được thực hiện lần lượt, và không bước
nào có thể được hiện trước khi bước trước nó kết thúc
6
3. Các giao thức mật mã
 “Liên quan đến hai hay nhiều bên”: ít nhất hai người được
yêu cầu hoàn thành giao thức
 Một người một mình không tạo nên được một giao
thức. Một người một mình có thể thực hiện một loạt các
bước để hoàn thành một nhiệm vụ, nhưng điều này
không phải là một giao thức.
 “Được thiết kế để hoàn thành một nhiệm vụ”: giao thức phải
đạt được cái gì đó
29/08/2017
2
7
3. Các giao thức mật mã
 Tất cả mọi người tham gia trong giao thức phải
 Biết giao thức và tất cả các bước để làm theo
 Đồng ý làm theo nó
 Giao thức phải rõ ràng
 Mỗi bước phải được xác định rõ ràng
 Không có cơ hội để hiểu lầm
 Giao thức phải được hoàn thành
 Phải có một hành động cụ thể cho mọi tình huống có thể
xảy ra
8
3. Các giao thức mật mã
 Một giao thức mật mã liên quan đến một số thuật
toán mật mã, nhưng nói chung, mục tiêu của giao
thức không phải là những bí mật đơn giản
 Các bên có thể muốn
 Chia sẻ một phần bí mật để tính toán một giá trị
 Cùng nhau tạo ra một chuỗi ngẫu nhiên
 Thuyết phục một người khác về sự xác thực của mình
 Hoặc đồng thời ký một hợp đồng
9
3. Các giao thức mật mã
 Cốt lõi của việc sử dụng mật mã học trong một giao
thức là ngăn chặn hoặc phát hiện nghe lén và gian
lận
 Không nên làm nhiều hơn hoặc tìm hiểu nhiều hơn những
gì được quy định trong giao thức
10
Danh sách những người tham gia thường xuyên
 Alice: Người thứ nhất tham gia vào tất cả các giao
thức
 Bob: Thứ hai tham gia trong tất cả các giao thức
 Trent: Trọng tài tin cậy
11
Giao thức trọng tài
 Trọng tài: bên thứ ba đáng tin cậy giúp hoàn thành
giao thức giữa hai hai bên không tin tưởng
 Trong thế giới thực, luật sư thường được sử dụng
như các trọng tài
 Ví dụ: Alice bán một chiếc xe cho Bob, là một người lạ. Bob
muốn thanh toán bằng séc, nhưng Alice không có cách nào
để biết séc là có hiệu lực.
12
Giao thức trọng tài
 Nhờ một luật sư đáng tin cậy cho cả hai. Với sự giúp đỡ
của luật sư, Alice và Bob có thể sử dụng giao thức sau đây
để đảm bảo rằng không có ai gian lận
 (1) Alice trao quyền cho luật sư
 (2) Bob gửi séc cho Alice
 (3) Alice đặt cọc séc
 (4) Sau khi chờ đợi một khoảng thời gian cụ thể để séc
được làm rõ ràng, luật sư trao quyền cho Bob. Nếu séc
không rõ ràng trong khoảng thời gian cụ thể, Alice chứng
minh với luật sư và luật sư trả trao quyền lại cho Alice.
29/08/2017
3
13
Giao thức phân xử
 Bởi vì chi phí thuê trọng tài cao, giao thức trọng tài có
thể được chia thành 2 giao thức con
 Giao thức con không có trọng tài, thực thi tại mọi thời điểm
các bên muốn hoàn thành giao thức
 Giao thức con có trọng tài, thực thi chỉ trong hoàn cảnh
ngoại lệ - khi có tranh chấp
14
Giao thức phân xử
 Ví dụ: giao thức ký kết hợp đồng có thể được
chính thức hóa theo cách này
 Giao thức con không có trọng tài (thực thi ở mọi thời điểm):
 (1) Alice và Bob đàm phán các điều khoản của hợp
đồng
 (2) Alice ký hợp đồng
 (3) Bob ký hợp đồng
15
Giao thức phân xử
 Giao thức con phân xử (chỉ thực thi khi có tranh chấp):
 (4) Alice và Bob xuất hiện trước một quan tòa
 (5) Alice đưa ra bằng chứng của mình
 (6) Bob trình bày bằng chứng của mình
 (7) Quan tòa phán quyết dựa trên bằng chứng
16
Trao đổi khóa với mã đối xứng
 Giả sử Alice và Bob muốn chia sẻ một khóa bí mật
với nhau thông qua Key Distribution Center (KDC) là
trọng tài trong giao thức
 Các khóa này phải được thực hiện trước khi giao thức bắt
đầu
 (1) Alice gọi trọng tài và yêu cầu khóa phiên dùng chung để
giao tiếp với Bob
 (2) Trọng tài tạo ra một khóa phiên ngẫu nhiên, mã hóa hai
bản sao của nó: một bằng khóa của Alice và một bằng khóa
của Bob. Trọng tài gửi cả 2 bản copy tới cho Alice.
17
Trao đổi khóa với mã đối xứng
 (3) Alice giải mã bản sao của khóa phiên
 (4) Alice gửi cho Bob bản sao của khóa phiên
 (5) Bob giải mã bản sao của khóa phiên
 (6) Cả Alice và Bob dùng khóa phiên để giao tiếp an toàn
18
Trao đổi khóa với mã đối xứng
29/08/2017
4
19
Trao đổi khóa với mã đối xứng
20
Trao đổi khóa với mã đối bất xứng
 Alice và Bob sử dụng mật mã khóa công khai để
thống nhất về khóa phiên dùng chung, và dùng khóa
phiên đó để mã hóa dữ liệu
 Trong một số triển khai thực tế, cả hai khóa công khai
của Alice và Bob sẽ luôn có sẵn trong CSDL
21
Trao đổi khóa với mã bất đối xứng
 (1) Alice nhận khóa công khai của Bob từ KDC
 (2) Alice tạo ra một khóa phiên ngẫu nhiên, mã hóa nó bằng
cách sử dụng khóa công khai của Bob và gửi nó đến Bob
 (3) Bob sau đó giải mã thông điệp của Alice bằng cách sử
dụng khóa riêng của mình
 (4) Cả hai mã hóa các thông tin liên lạc sử dụng cùng một
khóa phiên
22
Giao thức Needham-Schroeder
 (0) Trước khi các giao dịch có thể diễn ra, mỗi người sử
dụng trong hệ thống có một khóa bí mật chia sẻ với
Trent.
 (1) Alice gửi một thông điệp đến Trent bao gồm tên của
mình, tên Bob, và một số ngẫu nhiên: A, B, RA
 (2) Trent tạo ra một khóa phiên ngẫu nhiên K, mã hóa
thông điệp bao gồm khóa phiên ngẫu nhiên và tên của
Alice bằng khóa bí mật của Bob. Sau đó, mã hóa giá trị
ngẫu nhiên của Alice, tên của Bob, khóa, và thông điệp
mã hóa bằng khóa bí mật chia sẻ với Alice, và gửi Alice
mã hóa: EA (RA, B, K, EB(K, A))
23
Giao thức Needham-Schroeder
 (3) Alice giải mã tin nhắn và rút ra K. Alice khẳng định
rằng RA là giá trị mà mình đã gửi Trent trong bước
(1). Sau đó, Alice gửi Bob tin nhắn được Trent mã
hóa bằng khóa của Bob: EB(K, A)
 (4) Bob giải mã tin nhắn và rút ra K. Sau đó, Bob tạo
ra một giá trị ngẫu nhiên, RB, mã hóa tin nhắn với K
và gửi nó cho Alice: EB(RB)
 (5) Alice giải mã các tin nhắn với K, tạo ra RB - 1 và
mã hóa nó với K, sau đó gửi tin nhắn cho Bob: EB(RB
- 1)
24
Chữ ký mù
 Đặc tính tất yếu của các giao thức chữ ký số là người
ký biết những gì mình ký
 Chúng ta muốn mọi người ký các văn bản mà không
bao giờ nhìn thấy nội dung
 Bob là một công chứng viên. Alice muốn Bob ký một tài
liệu, nhưng không muốn anh ta có bất kỳ ý tưởng về những
gì mình ký.
 Bob không quan tâm những gì tài liệu nói, anh ta chỉ
xác nhận rằng mình có công chứng tại một thời gian
nhất định. Bob sẵn sàng làm điều này.
29/08/2017
5
25
Chữ ký mù
 (1) Alice có các tài liệu và nhân bản nó bằng một giá trị
ngẫu nhiên (multiple). Giá trị ngẫu nhiên này được gọi là
một yếu tố làm mù.
 (2) Alice gửi tài liệu mù Bob
 3) Bob ký tài liệu mù
 (4) Alice phân tách các yếu tố làm mù, để lại tài liệu gốc có
chữ ký của Bob
26
Lược đồ chữ ký mù
 Bước 1: A làm mù x bằng một hàm: z=Blind(x), và gửi z cho
B
 Bước 2: B ký trên z bằng hàm y = Sign(z) = Sign(Blind(x)),
và gửi lại y cho A.
 Bước 3: A xóa mù trên y bằng hàm. Sign(x) = UnBlind(y) =
UnBlind(Sign(Blind(x)))
27
Chữ ký mù
 Các thuộc tính của chữ ký mù hoàn chỉnh
 1. Chữ ký của Bob lên tài liệu là hợp lệ
 Chữ ký là một minh chứng rằng Bob đã ký các tài liệu
 Nó sẽ thuyết phục Bob rằng anh ta đã ký các tài liệu nếu nó
đã từng được hiển thị cho anh ta
 Nó cũng có tất cả các thuộc tính khác của chữ ký số
 2. Bob không thể đánh đồng các văn bản được ký kết
với các hành vi ký kết các tài liệu
 Ngay cả nếu Bob giữ hồ sơ của tất cả các chữ ký mù, Bob
không thể xác định mình đã ký tài liệu nào
28
4. An ninh trong TMĐT
 Bảo mật giao dịch thanh toán
 Bảo mật tiền số
 Bảo mật séc điện tử
29
4.1. Bảo mật giao dịch thanh toán
 Giao dịch thanh toán điện tử là sự thực thi các giao
thức mà theo đó một khoản tiền được lấy từ người
trả tiền và chuyển cho người nhận
 Trong một giao dịch thanh toán, chúng ta thường
phân biệt giữa các thông tin đặt hàng (hàng hóa, dịch
vụ phải trả) và tài liệu thanh toán (ví dụ, số thẻ tín
dụng)
 Từ góc độ an ninh, hai loại thông tin này cần thiết
phải được xử lý đặc biệt
30
4.1. Bảo mật giao dịch thanh toán
1. Nặc danh người dùng và không theo dõi thanh toán
2. Nặc danh người thanh toán
3. Không theo dõi giao dịch thanh toán
4. Bảo mật dữ liệu giao dịch thanh toán
5. Thông điệp chống phủ định giao dịch thanh toán
29/08/2017
6
31
4.1.1. Nặc danh người dùng và không theo dõi
 Đặc tính nặc danh người dùng và không theo dõi
thanh toán có thể được cung cấp riêng biệt
 Dịch vụ an ninh nặc danh người dùng “tinh khiết” sẽ
bảo vệ chống lại tiết lộ xác thực người dùng
 Dịch vụ an ninh không theo dõi thanh toán “tinh khiết”
sẽ bảo vệ chống lại tiết lộ địa điểm của thông điệp
gốc
 Giải pháp: Sử dụng chuỗi hỗn hợp Mixes
32
Chuỗi hỗn hợp Mixes
 Ý tưởng
 Thông điệp được gửi từ A, B, và C (đại diện cho khách
hàng có yêu cầu nặc danh) tới hỗn hợp và từ hỗn hợp tới X,
Y, Z (đại diện cho các người bán hoặc ngân hàng “tò mò”
về thông tin xác thực khách hàng)
 Thông điệp được mã hóa với khóa công khai của hỗn hợp,
EM. Nếu khách hàng A muốn gửi thông điệp cho người bán
Y, A gửi tới hỗn hợp cấu trúc sau:
 A → Mix: EM(Y, EY(Y, Message))
 Bây giờ, hỗn hợp có thể giải mã và gửi kết quả cho Y:
 Mix → Y: EY(Y, Message)
33
Chuỗi hỗn hợp Mixes
 Chỉ có Y mới đọc được thông điệp khi nó được mã bằng
khóa công khai của Y, EY
 Nếu A muốn Y phản hồi, A có thể hàm chứa địa chỉ phản
hồi nặc danh trong thông điệp gửi tới Y: Mix, EM(A)
 A sẽ tạo một khóa Kx là khóa phiên dùng chung (chỉ dùng 1 lần) với
Y. Và một khóa S1 là khóa ngẫu nhiên dùng để liêm phong
 A sẽ gửi Mix thông điệp:
 A → Mix: EM(Y, EY(Y, Message, Mix, EM(A,S1),Kx))
 hỗn hợp Mix có thể giải mã và gửi kết quả cho Y
 Mix → Y: EY(Y, Message, Mix, EM(A,S1),Kx)
 Y → Mix: EM(A,S1), Kx(Response)
 Mix → A: S1(Kx(Response))
34
Chuỗi hỗn hợp Mixes
 Theo cách này, thông điệp phản hồi được gửi tới mix,
chỉ mix biết ai là người gửi
 Hạn chế
 Hỗn hợp phải hoàn toàn đáng tin cậy
35
Chuỗi hỗn hợp Mixes
36
Chuỗi hỗn hợp Mixes
 Giải quyết vấn đề tin cậy của hỗn hợp, sử dụng 1
chuỗi các hỗn hợp (mạng)
29/08/2017
7
37
Chuỗi hỗn hợp Mixes
 Nếu A muốn gửi 1 thông điệp nặc danh, không bị
theo dõi tới Y, A sử dụng giao thức sau:
 A → Mix1: E1(Mix2, E2(Mix3, E3(Y, Message)))
 Mix1 → Mix2: E2(Mix3, E3(Y, Message))
 Mix2 → Mix3: E3(Y, Message)
 Mix3 → Y: Message
 ERecipient(Next recipient, ENext recipient())
38
4.1.2. Sự nặc danh người thanh toán
 Người trả tiền sử dụng bút danh thay vì sự nhận
dạng của mình
 Nếu một bên muốn chắc chắn rằng hai giao dịch
thanh toán khác nhau thực hiện bởi cùng một người
không thể được liên kết với nhau, khi đó đặc tính
không theo dõi giao dịch thanh toán phải được cung
cấp
 Giải pháp: Sử dụng bút danh
39
Bút danh
 Hệ thống First Virtual
 Thông điệp ủy quyền giữa FV và người bán trước khi
chuyển hàng cần phải được bảo vệ để ngăn chặn việc
chuyển số lượng hàng lớn tới khách hàng gian lận
 Khách hàng nhận VPIN (Virtual Personal Identification
Number), là 1 chuỗi kí tự chữ và số hoạt động như là bút
danh cho thẻ tín dụng, có thể được gửi qua email
 Nếu VPIN bị đánh cắp, khách hàng không có thẩm quyền
cũng không thể sử dụng vì tất cả các giao dịch sẽ được xác
nhận bằng email trước khi trừ tiền trong thẻ tín dụng
40
Bút danh
 Hệ thống First Virtual
 Nếu khách hàng cố gắng sử dụng VPIN mà không được ủy
quyền, FV sẽ được thông báo về VPIN bị đánh cắp khi
khách hàng phản hồi “fraud” (có sự gian lận) cho yêu cầu
của FV để xác nhận mua bán
 Trong trường hợp này VPIN sẽ bị hủy bỏ ngay lập tức
 Cơ chế này đảm bảo tính bí mật của lệnh thanh toán đối
với người bán và kẻ nghe trộm tiềm năng
41
Bút danh
 Hệ thống First Virtual
42
Bút danh
 Giao dịch của hệ thống FV
 (1) Khách hàng gửi đơn hàng tới người bán cùng với VPIN
 (2) Người bán gửi yêu cầu cấp phép VPIN tới nhà cung cấp
dịch vụ thanh toán FV
 (3) Nếu VPIN là hợp lệ
 (4) Người bán cung cấp dịch vụ cho khách hàng
 (5) Người bán gửi thông tin giao dịch cho FV
 (6) FV hỏi khách hàng xem đã sẵn sàng thanh toán cho các
dịch vụ (qua e-mail) (Khách hàng có thể từ chối thanh toán
khi dịch vụ đã được chuyển đi nhưng không đáp ứng mong
đợi của mình)
29/08/2017
8
43
Bút danh
 Giao dịch của hệ thống FV
 (7) Nếu khách hàng muốn thanh toán, trả lời “Yes”
 (8a) Số lượng thanh toán được trừ trong tài khoản của
khách hàng
 (8b) Gửi vào tài khoản người bán
 (9) Giao dịch bù trừ giữa các ngân hàng
44
4.1.3. Không theo dõi giao dịch thanh toán
 Hashsum ngẫu nhiên trong thanh toán iKP
 Hashsum ngẫu nhiên trong SET
45
Hashsum ngẫu nhiên trong thanh toán iKP
 Khi khởi tạo 1 giao dịch thanh toán, khách hàng chọn
1 giá trị ngẫu nhiên RC và tạo ra giá trị bút danh dùng
1 lần IDC theo cách sau:
IDC = hk(RC, BAN)
 BAN là số tài khoản ngân hàng của khách hàng
 hk(.) là đụng độ hash 1-chiều, không tiết lộ thông tin BAN
khi RC được chọn ngẫu nhiên
 Người bán nhận IDC (không phải BAN), không thể tính ra
BAN
46
Hashsum ngẫu nhiên trong SET
 Người bán nhận 1 giá trị hashsum từ lệnh thanh toán
 Lệnh thanh toán chứa các thông tin:
 Số tài khoản chính, PAN (ví dụ, số thẻ tín dụng)
 Ngày hết hạn
 Khóa chia sẻ bí mật giữa chủ thẻ, cổng thanh toán và
chứng thực ủy quyền của chủ thẻ, PANSecret
 Giá trị ngẫu nhiên nonce ngăn chặn tấn công từ điển,
EXNonce
 Khi nonce là khác nhau với mỗi giao dịch, người bán không
thể liên kết 2 giao dịch với nhau ngay cả khi dùng chung
PAN
47
4.1.4. Bảo mật dữ liệu giao dịch thanh toán
 Hàm số ngẫu nhiên giả
 Chữ ký kép (Dual signature)
48
Hàm số ngẫu nhiên giả
 Thanh toán iKP là 1 họ các giao thức thanh toán (i =
1, 2, 3) được phát triển bởi IBM
 Hỗ trợ giao dịch thẻ tín dụng, cùng với CyberCash,
Secure Transaction Set Technology và các giao thức
thanh tóan điện tử an toàn là hình thức nguyên thủy
quan trọng nhất của SET
29/08/2017
9
49
Hàm số ngẫu nhiên giả
 Cơ chế 1KP cung cấp tính bảo mật của các thông tin
vớ ...  Người nhận tiền hỏi Acquirer thông điệp Acquirer’s
Payment Authorization để chứng minh Acquirer đã đồng ý
với giao dịch thanh tóan, được khóa bằng khóa bí mật của
Acquirer
 Acquirer’s payee auth chứng minh rằng người nhận thanh
toán được ủy quyền để nhận các khoản thanh toán
 Giấy chứng nhận gửi cho người nhận được chuyển tiếp
cho người trả, người nhận không thể từ chối là người trả đã
trả cho những đơn hàng đã đặt
 Biên lai thường được ký bởi người nhận
66
4.2. Bảo mật tiền số
1. Không theo dõi giao dịch thanh toán
2. Chống double spending
3. Chống làm giả xu
4. Chống đánh cắp xu
29/08/2017
12
67
4.2.1. Không theo dõi giao dịch thanh toán
 Khi khách hàng rút tiền truyền thống từ máy ATM
hoặc tài khoản ngân hàng, chuỗi series numbers trên
tiền thường không được ghi lại
 Các giao dịch thanh toán không thể liên kết tới 1
khách hàng cụ thể
 Tiền số cũng có số serial numbers và đôi khi được
biểu diễn bởi các số duy nhất thỏa mãn các điều kiện
cụ thể
68
4.2.1. Không theo dõi giao dịch thanh toán
 Serial numbers tồn tại dưới dạng số rất dễ tạo ra bản
ghi lưu lại thông tin khách hàng
 Vì vậy, nó rất đơn giản để thực hiện theo dõi giao
dịch thanh toán điện tử của khách hàng bằng cách
lần theo serial numbers
 Giải pháp
 Chữ ký mù
 Trao đổi xu
69
Chữ ký mù
 D. Chaum đề xuất nhằm che giấu sự liên kết giữa
các đồng xu được phát hành với thông tin xác thực
khách hàng
 Cung cấp sự nặc danh cho người thanh toán và
không theo dõi giao dịch thanh toán dựa trên chữ ký
mù
 Người ký không nhìn thấy những gì mình ký
70
Chữ ký mù
 Kịch bản (dựa trên thuật toán RSA)
 d là khóa bí mật của người gửi, e và n là khóa công khai
 Tham số k được gọi là nhân tố làm mù, được chọn bởi
message provider
 Provider làm mù thông điệp M:
M’ = Mke mod n
 Người ký thực hiện chữ ký mù:
S’ = (M’)d mod n = kMd mod n
 Provider loại bỏ nhân tố làm mù
S = S’/k = Md mod n
71
Chữ ký mù
 Người ký thường muốn kiểm tra nếu thông điệp M (tức là,
tiền giấy hay tiền số) nếu nó là hợp lệ
 Provider chuẩn bị n thông điệp và làm mù cùng với nhân tố
làm mù khác nhau
 Người ký chọn n-1 thông điệp ngẫu nhiên và hỏi provider
để gửi nhân tố mù tương ứng
 Người ký kiểm tra n-1 thông điệp, nếu đúng, ký lên thông
điệp còn lại
 Đồng xu điện tử được làm mù theo cách này chỉ được sử
dụng trong hệ thống thanh toán online, để kiểm tra double
spending, phải được kiểm tra trong CSDL trung tâm
72
Trao đổi xu
 Cơ chế nặc danh người dùng và nặc danh thanh toán
dựa trên các bên thứ ba đáng tin cậy
 Sử dụng mạng các máy chủ tiền để trao đổi cơ sở
xác thực xu cho những xu nặc danh, sau khi khẳng
định tính hợp lệ và kiểm tra double spending
 Kiểu nặc danh này yếu hơn chữ ký mù
 Với chữ ký mù, không thể xác định được danh tính người
dùng
 Với máy chủ tiền, nếu các bên có âm mưu, gồm cả máy
chủ tiền trong giao dịch, có thể xác định ai đã sử dụng tiền
29/08/2017
13
73
4.2.2. Chống double spending
 Tiền số có thể được sao chép một cách dễ dàng và
tùy tiện, được thực thiện bởi bất cứ ai vì nó là dữ liệu
điện tử đơn giản
 Người trả tiền có 1 đồng xu có giá trị hợp lệ, có thể
cố gắng chi tiêu nhiều hơn 1 lần
 Giải pháp
 Nặc danh có điều kiện bằng cắt và chọn (cut-and-choose)
 Người bảo vệ
74
Nặc danh có điều kiện bằng cắt và chọn
 Được kích hoạt cho những khách hàng không trung
thực
 Khách hàng trung thực không cố gắng tiêu xu nhiều hơn 1
lần và vẫn còn nặc danh
 Khách hàng không trung thực là những người cố gắng tiêu
xu 2 lần, danh tính bị tiết lộ
75
Nặc danh có điều kiện bằng cắt và chọn
 Cơ chế chia cắt bí mật
 Ý tưởng: chia 1 thông điệp M thành các mẩu tin và do
đó tất cả các mẩu tin phải được sắp xếp cùng nhau
để tái tạo lại M (trong mô hình chia cắt bí mật tổng
quan, chỉ cần 1 tập con các mẩu tin là đủ)
 Tìm M1 và M2 sao cho
 Thực hiện: chọn M1 ngẫu nhiên, cùng độ dài M và
tính M2 theo
76
Nặc danh có điều kiện bằng cắt và chọn
 Trong tiền số, mỗi đồng xu được gán 1 chuỗi số và N
cặp mã hóa khác nhau (I1, I2) (tức là, được mã với
khóa khác nhau) để thông tin xác thực khách hàng có
thể được tiết lộ
 Khi khách hàng trả tiền, người bán yêu cầu khách
giải mã hoặc I1 hoặc I2 từ mỗi cặp (chọn ngẫu nhiên)
77
Nặc danh có điều kiện bằng cắt và chọn
 Xác minh xem kết quả giải mã là hợp lệ nếu áp dụng
thuật toán mã khóa công khai
 Nếu khách hàng cố gắng tiêu xu 1 lần nữa, với N đủ
lớn (N=100), ít nhất 1 phần của I giống với 1 phần
của I đã được tiết lộ ở thời điểm tiêu lần đầu (từ cùng
1 cặp) sẽ được tiết lộ
78
Người bảo vệ
 Tập cơ chế phức tạp bảo vệ chống lại double
spending trong hệ thống thanh toán off-line
 Cơ chế tương tự được sử dụng wallet
 Ý tưởng: Bên phát hành là tổ chức ngân hàng phát
triển tiền điện tử
 Ví (wallet) chứa ví (purse), được tin tưởng bởi người
trả tiền, và một người bảo vệ được tin cậy bởi bên
phát hành
29/08/2017
14
79
Người bảo vệ
 Người bảo vệ: Là chip vi xử lý đặt cố định trong ví
hoặc trên 1 thẻ thông minh
 Bảo vệ lợi ích bên phát hành trong giao dịch thanh toán off-
line
 Là thiết bị chống trộm hoặc chống giả mạo
 Ví có dạng máy tính cầm tay nhỏ có nguồn cung cấp,
bàn phím, màn hình riêng
 Bảo vệ lợi ích của người trả tiền (nặc danh và không thể
theo dõi)
 Xác thực người bảo vệ, người bảo vệ giao tiếp ra bên ngoài
thông qua purse 80
Người bảo vệ
81
Chữ ký của người bảo vệ
 Người trả tiền rút tiền điện tử từ 1 tài khoản tiền xu và
nạp vào ví
 “một phần” của mỗi đồng xu được đưa vào ví
 “một phần” khác gửi tới người bảo vệ
 Người sử dụng chi tiêu tiền trong 1 giao dịch thanh
toán, người bảo vệ phải đồng ý
 Cả hai phần của đồng xu phải được kết hợp để có được 1
đồng xu có thể được chấp nhận
 Kết hợp 2 phần của xu được sử dụng 1 loại chữ ký số đặc
biệt
82
Chữ ký của người bảo vệ
 Tham số công khai giống như trong DSA
 p là số nguyên tố đủ lớn
 q là số nguyên tố đủ lớn
 g là bộ sinh module p của q, tức là g = hp-1/q mod p > 1
(1<h<p-1)
 Nhóm tạo bởi g tạo nên Gq, giả sử người bảo vệ là bên ký,
khóa gồm 2 số:
 Số nguyên ngẫu nhiên x, 0 < x < q (private key)
h = gx mod p (public key)
83
Chữ ký của người bảo vệ
 Purse muốn nhận 1 chữ ký mù từ người bảo vệ lên
thông điệp
 Thông điệp có thể biểu diễn 1 đồng xu
 Chữ ký gồm:
 Chứng minh rằng:
 Tương đương với khóa bí mật x của người bảo vệ
84
Chữ ký của người bảo vệ
 Với m và z đã cho, giao thức sau người chứng minh
(guardian) có thể chứng minh với người xác thực
(purse) là biết x:
 1. Prover → Verifier:
 2. Verifier → Prover:
 3. Prover → Verifier:
29/08/2017
15
85
Chữ ký của người bảo vệ
 1. Verifier sẽ kiểm tra xem các biểu thức sau:
 2. Nếu chữ ký là hợp lệ:
 3. Chữ ký thực lên m được xác định
86
Chữ ký của người bảo vệ
 H(.) là hàm băm 1 chiều
 Người bảo vệ chọn s không mất phí
 Purse ngăn chặn bằng cách xác định a và b
 Thay vì s, s0 + s1 được sử dụng, s0 chọn bởi purse, s1 chọn
bởi người bảo vệ, các giá trị sau đây được sử dụng:
87
Chữ ký bên phát hành
 Chữ ký trên đồng xu mà purse nhận từ ngân hàng
phát hành phải được làm mù
 1. Verifier → Signer m0 = m
t mod p, 
t là ngẫu nhiên, 0 < t < q
 2. Signer → Verifier a0 = g
s mod p, b0 = m0
s mod p, 
s là ngẫu nhiên, 0 < s < q
 3. Verifier → Signer c0 = c/u mod q, 
u là ngẫu nhiên, 0 ≤ u < q
 4. Signer → Verifier r0 = (s + c0x) mod q
88
4.2.3. Chống làm giả xu
 Khó làm giả tiền truyền thống
 Giấy phải đặc biệt, đắt hoặc khó sản xuất các đặc
tính vật lý (in ấn)
 Số series phải hợp lệ
 Nếu là giả thì dễ kiểm tra
 Giải pháp: chi phí sản xuất xu đắt
89
Chi phí sản xuất xu đắt
 Chi phí sản xuất những đồng xu giá trị thấp là đắt
 Nếu cần thiết để thiết lập 1 kênh đầu tư sản xuất xu
(giả mạo), những xu giả mạo sẽ không thể thanh toán
hết phí đầu tư
 Sản xuất nhiều xu sẽ rẻ hơn sản xuất 1 vài đồng xu
 Hệ thống thanh toán MicroMint
90
Chi phí sản xuất xu đắt
 Sử dụng hàm hash
 Tạo đụng độ hash k-chiều (x1, x2, K, xk), sao cho
 h(x1) = h(x2) = K = h(xk)
 h(.) là hàm mã hóa hash ánh xạ m-bit đầu vào (xi, i = 1, K,
k) sang n-bit đầu ra (hashsum)
 Xác thực xu thực hiện bằng cách kiểm tra các giá trị x phân
biệt cùng sản xuất ra hashsum giống nhau
 Khoảng giá trị của x cần kiểm tra để nhận được
đụng độ k-chiều đầu tiên (xác suất 50%)
 Lặp c lần, ck đụng độ k-chiều được tìm thấy
29/08/2017
16
91
4.2.4. Chống ăn cắp xu
 Một cách trực quan để bảo vệ xu khỏi bị đánh cắp
thông qua nghe trộm là sử dụng mã hóa
 Xu thường có giá trị danh nghĩa khá thấp (nhỏ hơn 1 đồng
Euro)
 Không hiệu quả khi sử dụng mã hóa
 Giải pháp: Tùy chỉnh xu
92
Đặc trưng khách hàng và nặc danh xu
 Xu có thể được tùy chỉnh để sử dụng chỉ với khách
hàng cụ thể trong giai đoạn nhất định
 Cơ chế duy trì tính nặc danh, bảo vệ chống double
spending và đảm bảo khách hàng nhận biên lai hay
tiền thừa hợp lệ
 Giao thức gồm 4 bước
93
Đặc trưng khách hàng và nặc danh xu
 Trong Step 1 A gửi coins tới CS (currency server) để
nhận về 1 đồng coin triplet
 Step1: ECS(coins, KAN1, EB, tB, tA)
 Thông điệp được mã bởi khóa công khai ECS của máy chủ
 KAN1 là khóa phiên đối xứng được sử dụng bởi CS để mã hóa
bộ triplet
 Step2: 
 Mỗi xu trong triplet có cùng chuỗi serial numbers và giá trị
 B có thể sử dụng xu CB trước thời điểm tB. Nếu B muốn dùng
coin trong giao dịch với CS, phải chứng minh biết khóa bí mật
DB, khi khóa công khai EB được nhúng vào CB.
94
Đặc trưng khách hàng và nặc danh xu
 Nếu A quyết định tiêu xu với B, A gửi thông điệp tới B cho
biết dịch vụ đang sử dụng (ServiceID)
 Step 3: EB(CB, KAN2, Kses, ServiceID)
 B giữ lại khóa phiên Kses
 Tại thời điểm dịch vụ được cung cấp, B xác thực rằng A
biết Kses, B phải chuyển đổi xu khi nó có hiệu lực (trước thời
điểm tB)
 Giả sử B phản hồi thông điệp trong bước 3 cùng 1 biên lai
có kí tên chứa thông tin giao dịch (Amount, TransactionID)
và time stamp (TS), mã với khóa phiên đối xứng KAN2
95
Đặc trưng khách hàng và nặc danh xu
 Step 4: KAN2(DB(Amount, TransactionID, TS))
 Nếu B không gửi A biên lai, A yêu cầu CS kiểm tra xem
B đã sử dụng xu. Nếu B sử dụng xu, CS phát hành 1
biên lai đã kí tên tới A xác định giá trị xu và khóa của B.
Nếu B chưa dùng xu, A nhận 1 khoản tiền trong thời
gian CA có hiệu lực.
 A có thể sử dụng xu CA sau tB trước tA. A quyết định
không tiêu xu với B (CB) nhưng sử dụng trong giao dịch
với CS (CA), A phải chứng minh biết khóa riêng DA, khi
khóa công khai EA được nhúng trong CA
 Cuối cùng, CX được dùng nếu A không tiêu xu với B
96
Đặc trưng khách hàng và nặc danh xu
29/08/2017
17
97
4.3. Bảo mật séc điện tử
 Giải pháp: Chuyển giao ủy quyền thanh toán
 Proxies
 Kerberos
 Restricted Proxy
 Cascaded Proxies
98
Chuyển giao ủy quyền thanh toán
 Sự ủy quyền thanh toán được chuyển từ người trả
sang người nhận kèm theo 1 số hạn chế nhất định
 Cơ chế chữ ký điện tử lên séc điện tử dựa trên
những proxies hạn chế được sử dụng để cài đặt cho
hệ thống NetCheque
99
Proxies
 Hệ thống NetCheque được phát triển bởi Information
Sciences Institute of the University of Southern
California
 Ban đầu là 1 dịch vụ phân tán để bảo trì hạn mức cho
tài nguyên hệ thống phân tán
 Hỗ trợ mô hình thanh toán dựa trên credit-debit
 Trong mô hình credit, khoản phí được gửi tới 1 tài
khoản và khách hàng thanh toán lượng tiền yêu cầu
cho dịch vụ thanh toán sau
100
Proxies
 Trong mô hình debit, tài khoản được ghi nợ khi séc
(giao dịch ghi nợ) được xử lý
 Cơ chế mô tả trong phần này áp dụng cho mô hình
debit
 Séc NetCheque là tài liệu điện tử, gồm:
 Payer’s name, Payer’s account identifier (number) & bank
name
 Payee’s name, The amount of money, The issue date
 Payer’s electronic signature, Payer’s electronic 
endorsement (chứng thực điện tử của người trả)
101
Kerberos
 Proxy là thẻ cho phép thực hiện với quyền và độ ưu
tiên mà một bên cho phép với proxy
 Restricted proxy là proxy kèm theo những hạn chế
 Trong ví dụ séc điện tử, sự hạn chế là các người
nhận tiền (designated customer), số lượng tiền được
thanh toán và ngày phát hành
 NetCheque proxies dựa trên Kerberos, phát triển bởi
MIT năm 1986, ban đầu là hệ thống chứng thực phân
tán
102
Kerberos
29/08/2017
18
103
Kerberos
 Client có “mong muốn” sử dụng dịch vụ S trong hệ
thống phân tán, nhận service ticket từ TGS
 Chứng thực bản thân với AS (authenticate service)
 Nếu thành công, C nhận TGS ticket và khóa phiên KC-TGS
để yêu cầu service ticket từ TGS
{C, TGS, t1, t2, KC-TGS}KTGS, {KC-TGS, n1}KC
 t1, t2 là mốc bắt đầu và kết thúc của giai đoạn xác thực
ticket
 n1, n2 là các giá trị nonces (xâu ngẫu nhiên)
 KTGS là khóa bí mật của TGS, KC là khóa bí mật của client
104
Kerberos
 Client yêu cầu một service ticket
 TGS gửi client service ticket và khóa phiên KC-S để yêu cầu
dịch vụ
{C, S, t1, t2, KC-S}KS, {KC-S, n2}KC-TGS
 KS là khóa bí mật của server
 Nếu service ticket là hợp lệ, client được phép dùng dịch vụ
 Tất cả các khóa (ngoại trừ KC-S) được biết bởi Kerberos
server, mỗi server đều phải chia sẻ khóa bí mật với các
server khác
105
Restricted Proxies
 Hệ thống Kerberos TGS ticket trên thực tế là một
restricted proxy
 Hạn chế ở đây là khoảng thời gian (t1, t2) trong đó
ticket là hợp lệ
 Dạng tổng quan của sự ủy restricted proxy:
{restrictions, Kproxy}Kgrantor, {Kproxy, nonce}Kgrantee
 Grantor là thành phần đại diện cho proxy cho phép
truy cập (tức là, TGS)
106
Restricted Proxies
 Grantee là thành phần được chỉ định để thay thế
grantor (tức là dịch vụ khách hàng). Restriction được
biểu diễn bởi dữ liệu séc:
{, Kproxy}Kpayer, {Kproxy, nonce}Kpayee
107
Cascaded proxies
 Thực tế, người trả tiền và người nhận tiền không cần
phải có tài khoản tại cùng một ngân hàng
 Khi đó, séc sẽ được bù trừ thông qua nhiều hệ thống
Accounting server trong NetCheque system
 Khách hàng tạo ra 1 Kerberos ticket được dùng để
chứng thực khách hàng với Accounting server
 Được đặt trong thành phần chữ ký của séc và gửi
cho người bán (bước 1)
Proxy 1:{, Kproxy1}Kcustomer,{Kproxy1, n1}Kmerchant
108
Cascaded proxies
 Người bán tạo ra 1 chứng thực xác thực séc dưới tên
của người nhận để đặt cọc tiền chỉ gửi vào tài khoản
của người nhận (bước 2)
 Người bán gửi chứng thực cùng thông điệp gốc của
khách tới Accounting Server đầu tiên (AS1)
Proxy 2:{deposit to AS1, Kproxy2}Kproxy1, {Kproxy2, n2}KAS1
 AS1 chia sẻ khóa bí mật Kmerchant với người bán, có
thể nhận Kproxy1 từ Proxy 1 và dùng mã hóa ticket từ
Proxy 2
29/08/2017
19
109
Cascaded proxies
 Cuối cùng, AS1 tạo 1 chứng thực cho tờ séc dưới tên
của người người nhận để đặt tiền vào tài khoản
tương ứng với AS1 tại AS2
Proxy 3:{deposit to AS2, Kproxy3}Kproxy2, {Kproxy3, n3}KAS2
 Cả 3 cascaded proxies được gửi tới Accounting
server của khách hàng AS2
 Server xác thực cascaded proxies cùng ticket trong
Proxy1, trao đổi khóa bí mật Kcustomer với khách hàng
 AS2 nhận Kproxy1 dùng để giải mã ticket trong Proxy 2
110
Cascaded proxies
 Thông qua Kproxy2 từ Proxy 2, AS2 giải mã ticket từ
Proxy 3
 Ticket này sẽ cho biết séc nên được đặt cọc vào tài
khoản tương ứng của AS1 hay không
111
Cascaded proxies