Luận văn:Nghiên cứu các giải pháp giảm nhiễu tiếng van trong thông tin thoại

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ngột trong môi trường có nhiễu mạnh, môi trường này làm tiếng nói bị méo đi nhiều. ... trong quán ăn, văn phòng, phân xưởng…, ở đó tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu rất thấp. ... các thông tin đặc trưng, theo đó khả năng nhận dạng trong các hệ thống .... Trong nghiên cứu này, chúng tôi cải tiến phương pháp giảm nhiễu Wavelet đề.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu các giải pháp giảm nhiễu tiếng van trong thông tin thoại

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N C U TH ÁNH MAI Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TSKH. TR N QU C CHI N NGHIÊN C U GI I PHÁP B O M T CƠ S D LI U SQL SERVER Ph n bi n 1: TS. NGUY N THANH BÌNH B NG PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA Ph n bi n 2: TS. TRƯƠNG CÔNG TU N Chuyên ngành: Khoa h c máy tính Mã s : 60.48.01 Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 15 tháng 10 năm 2010. TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TSKH. TR N QU C CHI N * Có th tìm hi u lu n văn t i - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng ĐÀ N NG, 2010
3 4 M Đ U 2. M c tiêu và nhi m v Nghiên c u, tìm hi u h qu n tr CSDL SQL Server 1. Lý do ch n ñ tài 2008 nh m tìm ra các gi i pháp b o m t c a h qu n tr Thông tin luôn là m t tài s n vô giá c a doanh nghi p và c n CSDL ñ gi i quy t ba v n ñ cơ b n là tính bí m t, ñư c b o v b ng m i giá. Tuy nhiên, v i nh ng ñòi h i ngày càng tính toàn v n c a d li u và tính s n sàng c a h th ng g t gao c a môi trư ng kinh doanh yêu c u doanh nghi p ph i năng d li u. ñ ng chia s thông tin c a mình cho nhi u ñ i tư ng khác nhau qua Nghiên c u các tính năng mã hóa trong SQL Server Internet hay Intranet, vi c b o v thông tin tr nên ngày càng quan 2008. tr ng và khó khăn hơn bao gi h t. D a trên các tính năng này xây d ng chương trình th c H u h t các doanh nghi p ngày nay ñ u s d ng các h qu n hi n ch c năng mã hóa CSDL, xây d ng cơ ch phân tr cơ s d li u (CSDL) ñ lưu tr t p trung t t c các thông tin quý quy n ñ i v i d li u ñã ñư c mã hóa, th c hi n các giá c a mình. H th ng này s là tiêu ñi m t n công c a nh ng k thao tác ñi u khi n d li u. x u. m c ñ nh , các t n công s làm h th ng CSDL b h ng hóc, Tính năng mã hóa trong SQL Server 2008 ch có th mã ho t ñ ng không n ñ nh, m t mát d li u làm cho các giao d ch hàng hóa t ng c t. Đi u này khi n cho vi c mu n b o m t ngày c a doanh nghi p b ñình tr . Nghiêm tr ng hơn, các thông tin thông tin c a m t ñ i tư ng nào ñó thì b t bu c ph i mã s ng còn c a doanh nghi p b ti t l (như chi n lư c kinh doanh, các hóa toàn b các c t lưu tr d li u c a t t c các ñ i thông tin v khách hàng, nhà cung c p, tài chánh, m c lương nhân tư ng trong b ng. Đ kh c ph c khuy t ñi m này tôi có viên,…) và ñư c ñem bán cho các doanh nghi p ñ i th . Có th nói ý tư ng xây d ng chương trình th c hi n mã hóa dòng là thi t h i c a vi c thông tin b rò r là vô cùng kinh kh ng. Đó s là d li u c a b ng. Ch nh ng dòng d li u c n ñư c che m t ñòn chí m ng ñ i v i uy tín c a doanh nghi p ñ i v i khách d u s ñư c th c hi n b ng cách mã hóa, d li u còn l i hàng và các ñ i tác. v n hi n th bình thư ng. Vì v y v n ñ b o m t CSDL tr nên c p bách và r t c n thi t cho 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u t t c m i ngư i và nh t là ñ i v i các cơ quan lưu tr nh ng d li u Đ i tư ng tr ng tâm c a ñ tài là mô hình mã hóa v i nh ng quan tr ng. M t trong nh ng cách b o m t CSDL là s d ng phương n i dung c th c a nó g m: các k thu t mã hóa và phương hư ng pháp mã hóa. Đây cũng là lý do tôi ch n ñ tài: “Nghiên c u gi i pháp mã hóa cho CSDL lưu trong SQL Server 2008. b o m t cơ s d li u SQL Server b ng phương pháp mã hóa”. Ph m vi nghiên c u c a ñ tài bao g m nghiên c u lý thuy t và xây d ng chương trình mã hóa CSDL SQL Server 2008. Gi i h n
5 6 nghiên c u ng d ng trong ph m vi c a h qu n tr CSDL SQL m t gi i pháp ñó là mã hóa chúng ñ b t c ai cũng không ñ c ñư c Server 2008. thông tin này. 4. Phương pháp nghiên c u Các nghiên c u c a lu n văn góp ph n chuy n t i thông tin v V i các m c tiêu trên tôi ch n phương pháp nghiên c u lý thuy t các k thu t mã hóa d li u ñ n ngư i xây d ng ng d ng qu n lý k t h p th c nghi m. Đ tài d ñ nh ti n hành theo các bư c sau: CSDL. Giúp c i thi n tư duy b o m t d li u c a b n thân, v n d ng Nghiên c u lý thuy t v k thu t mã hóa trong SQL có hi u qu cách th c ñ m b o an toàn d li u. SERVER 2008. 6. B c c lu n văn Nghiên c u phương pháp xây d ng t ng mã hóa s d ng Lu n văn ñư c b c c trong ba chương. cơ ch có s n trong CSDL SQL SERVER 2008. Chương 1: Mã hóa d li u trong SQL SERVER 2008. Nghiên c u các thu t toán mã hóa ñư c s d ng trong Trình bày các tính năng mã hóa trong SQL Server 2008. M i tính các k thu t mã hóa c a SQL Server 2008. năng có cách th c hi n và ưu như c ñi m riêng. Ngoài ra trong chương Nghiên c u gi i pháp mã hóa d li u m c ng d ng, này còn trình bày v mô hình t ng mã hóa trong SQL Server 2008. gi i pháp này x lý mã hóa d li u trư c khi truy n d Chương 2: Thu t toán mã hóa d li u trong SQL SERVER li u vào CSDL SQL SERVER 2008. 2008. Cài ñ t chương trình mã hóa dòng d li u b ng ngôn Mô t các thu t toán mã hóa d li u ñư c s d ng trong SQL ng l p trình Java. Server 2008. 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài Chương 3: ng d ng mã hóa dòng d li u v i java. Các k thu t mã hóa c a SQL Server 2008 t o nên m t mô Trình bày lý thuy t mã hóa c a Java và ý tư ng v mã hóa hình t ng mã hóa. Mô hình này truy xu t d li u t b ng o và lưu d dòng d li u ñư c lưu tr trong SQL Server 2008. li u mã hóa vào b ng g c. Ngoài cách s d ng cơ ch có s n trong SQL Server 2008, mô CHƯƠNG 1 hình t ng mã hóa này còn ñư c th c hi n b ng cách mã hóa d li u MÃ HÓA D LI U TRONG SQL SERVER 2008 b i ng d ng trư c khi lưu d li u vào CSDL SQL Server 2008. 1.1. Các khái ni m cơ b n c a mã hóa d li u trong SQL Vi c mã hóa d li u trong CSDL là m t gi i pháp c a tương Server lai. Đ n m t lúc nào ñó chúng ta s không còn lưu d li u t i m t Trong b i c nh b o m t d li u, quá trình mã hóa ñư c s máy c ñ nh mà hư ng ñ n vi c lưu t t c d li u trên m ng Internet, d ng ñ chuy n ñ i ho c mã hóa d li u g c thành d li u không th vi c m t mát và ñ l thông tin là ñi u không tránh kh i. Vì v y ch
7 8 ñ c ñư c g i là văn b n mã sau ñó gi i mã nó tr l i thành m t ñ nh H th ng phân c p này cung c p m t cơ s b o m t cao cho d d ng có th ñ c ñư c g i là văn b n rõ. li u nh y c m. T i phía trên cùng c a h th ng phân c p này là khóa Ph n này trình bày v các khóa ñư c s d ng ñ th c hi n ch d ch v SMK, khóa này th c hi n b o v khóa ch CSDL DMK ch c năng mã hóa trong SQL Server và m i quan h gi a các khóa t i m i ng d ng CSDL trong SQL Server. Khóa ch CSDL DMK v i nhau trong h th ng khóa c p b c. Các khóa này ph i ñ m b o ñư c s d ng ñ mã hóa các khóa riêng như khóa b t ñ i x ng và r ng chúng cung c p m t m c ñ b o v nh t quán, lâu dài ñ ng th i ch ng nh n trong CSDL. Khóa b t ñ i x ng, ch ng nh n ñư c s luôn luôn an toàn v i quá trình sao lưu d li u. d ng ñ b o v khóa riêng tư khác, ñó là khóa ñ i x ng và d li u 1.1.1. Khóa ch a trong CSDL. Các khóa ñ i x ng trong CSDL ñư c s d ng ñ b o v các khóa ñ i x ng khác cũng như d li u trong CSDL. Thành ph n chính c a mã hóa là khóa. M i khóa ch a thu t 1.1.2.1. Khóa ch d ch SMK toán, trình t th c hi n ch c năng mã hóa khác nhau do SQL Server cung c p ñ mã hóa và gi i mã d li u. 1.1.2.2. Khóa ch cơ s d li u DMK 1.1.2. H th ng phân c p khóa mã hóa 1.1.2.3. Khóa b t ñ i x ng 1.1.2.4. Ch ng nh n 1.1.2.5. Khóa ñ i x ng Ch ng 1.1.2.6. Khóa mã hóa d li u DEK nh n Khóa mã hóa d 1.1.2.7. M t kh u li u (DEK) 1.1.3. B o v khóa Khóa mã hóa và m t kh u b o v khóa ñ m b o tính năng b o Windows Khóa ch Khóa ch Khóa ñ i m t d li u nh y c m. Thư ng xuyên b o v các khóa và m t kh u Data d ch v CSDL x ng Protection (SMK) (DMK) làm gi m s xu t hi n c a vi c phá h y d li u mã hóa thông qua s API theo dõi các giá tr mã hóa c a tin t c. S b o v này ñư c ñi u khi n thông qua m t vòng ñ i c a m i khóa, minh h a trong hình 1.2 sau Khóa b t ñây. ñ i x ng Hình 1.1. H th ng khóa phân c p.
9 10 Ho t Ngoài ra mã hóa c t là mã hóa t t c các ô trong m t c t duy Ch K t thúc V hưu Ch m d t x lý ñ ng nh t cùng v i khóa và cho phép gi i mã v i khóa này sau ñó c p quy n cho các thành viên v i vai trò c a CSDL. 1.3.2. Ưu và như c ñi m c a mã hóa c t 1.3.2.1. Ưu ñi m Mã hóa c t cung c p mã hóa m c ñ t t hơn nhi u so Khóa v i mã hóa t p tin sao lưu d li u. Nó cung c p phương Khóa Khóa chưa Mã hóa Ch ñã ñư c b lo i ti n ñ mã hóa m t c t duy nh t trong b ng t m t c t ñư c Gi i mã Gi i mã s d ng b khác. s d ng An toàn - y u t d li u ñư c mã hóa duy trì tr ng thái ñó cho ñ n khi nó gi i mã. Hình 1.2. Vòng ñ i c a khóa Ngư i s d ng - ngư i s d ng có th ñư c c p quy n 1.1.4. Sao lưu khóa truy c p vào khóa mã hóa và gi i mã d li u. 1.2. Các thu t toán mã hóa d li u ñư c s d ng trong 1.3.2.2. Như c ñi m SQL Server H n ch ki u d li u - th c hi n mã hóa c t yêu c u s a 1.2.1. Thu t toán ñ i x ng ñ i ki u d li u. T t c các d li u mã hóa ph i ñư c 1.2.1.1. Thu t toán DES (Data Encryption Standard) lưu tr v i ki u d li u varbinary. 1.2.1.2. Thu t toán AES (Advanced Encryption Standard) Trong quá trình quét b ng d li u, các giá tr b mã hóa 1.2.2. Thu t toán b t ñ i x ng RSA m t cách gư ng ép. Khóa chính và ch m c sau khi mã hóa không còn s d ng ñư c. 1.2.3. Thu t toán băm T ng chi phí x lý – các x lý cho quá trình mã hóa và 1.3. Mã hóa c t gi i mã t n chi phí cao. 1.3.1. Cơ b n mã hóa c t 1.3.3. Mã hóa m t kh i lư ng l n d li u c p ñ ô, m c ñ t t nh t c a mã hóa, m i ô ch a d li u mã 1.3.4. Các bư c th c hi n mã hóa c t hóa ñư c b o v b i m t khóa c th do ngư i dùng th c hi n mã hóa. Gi i mã ñư c th c hi n thông qua vi c s d ng cùng m t khóa ho c m t khóa công khai tùy thu c vào phương pháp mã hóa ñư c áp d ng.
11 12 1.3.4.1. Xác ñ nh thu t toán mã hóa ph i t o m t c t d li u m i v i ki u d li u varbinary. C t này ñ Có nhi u thu t toán có s n ñư c ch n ñ mã hóa d li u. Tùy lưu d li u mã hóa. thu c vào ngư i s d ng mà ch n thu t toán phù h p. Đ i v i mã 1.3.4.4. Mã hóa c t hóa d li u s d ng thu t toán b t ñ i x ng d a trên m t thu t toán Sau khi ñã t o m i c t lưu d li u mã hóa, s d ng m t trong ph c t p và cung c p m t m c ñ b o v r t cao. Còn v mã hóa ñ i b n phương th c: EncryptByAsymKey, EncryptByCert, x ng thì s c m nh c a mã hóa này ph thu c vào ñ dài c a các EncryptByKey và EncryptByPassphrase ñ mã hóa d li u c t và lưu khóa ñư c s d ng. Các khóa có kích thư c dài hơn cung c p m t d li u mã hóa vào c t m i t o ra v i ki u d li u là varbinary. c p ñ b o m t cao hơn nhưng ñi kèm v i m t chi phí x lý cao hơn. 1.4. Mã hóa d li u trong su t TDE Các thu t toán mã hóa ñ i x ng nói chung ít ph c t p và do ñó y u 1.4.1. Cách làm vi c c a TDE hơn so v i mã hóa b t ñ i x ng nhưng k t qu x lý nhanh hơn. M c ñích c th c a TDE là ñ b o v d li u b ng cách mã 1.3.4.2. Th c hi n h th ng khóa c p b c hóa các t p tin v t lý c a CSDL, ch không ph i là mã hóa d li u. Theo h th ng phân c p khóa mã hóa nêu trên, ñ mã hóa d Nh ng t p tin v t lý bao g m các t p tin CSDL (.mdf), các t p tin li u b ng khóa ñ i x ng, các bư c th c hi n như sau: giao d ch log (. ldf) và t p tin sao lưu (.bak). Bư c ñ u tiên s t o ra m t khóa DMK. Đi u này ñư c th c Vi c b o v các t p tin CSDL ñư c th c hi n thông qua m t hi n b ng cách s d ng câu l nh CREATE MASTER KEY. h th ng khóa phân c p t n t i bên ngoài CSDL trong ñó ñã ñư c Bư c ti p theo là t o ra m t ch ng nh n, ch ng nh n này ñư c TDE kích ho t. Trong hình 1.3 dư i ñây s minh h a h th ng khóa b o v b i khóa ch CSDL quan tr ng. T t c các ch ng nh n ñư c c p b c và v trí yêu c u c a m i khóa. t t o ra trong SQL Server. Khóa cu i cùng trong h th ng c p b c là khóa ñ i x ng s ñư c s d ng ñ mã hóa các d li u nh y c m. Vi c l a ch n m t khóa ñ i x ng d a trên các thu t toán m nh và nhanh. Khóa ñ i x ng ñư c t o ra thông qua vi c th c hi n các câu l nh CREATE SYMMETRIC KEY. 1.3.4.3. Thay ñ i c u trúc d li u Mã hóa c t ñòi h i giá tr mã hóa ñư c lưu tr trong m t c t v i ki u d li u là varbinary. Đ ti n hành mã hóa c t, t i bư c này
13 14 Bư c 3: t o khóa mã hóa d li u DEK, khóa này ñư c s d ng ñ th c hi n ch c năng mã hóa cho các t p tin v t lý c a CSDL này. Bư c 4: Thi t l p quá trình mã hóa TDE b ng CSDL cách th c hi n l nh ALTER DATABASE v i ñ i Server1/SQL CSDL ngư i dùng InstanceA MASTER s SET ENCRYPTION ON. 1.4.4. Ki m nghi m TDE 1.5. Mã hóa m t chi u Ngư i Mã hóa d li u m t chi u r t ñơn gi n. Giá tr ñư c mã hóa và dùng lưu tr trong b ng d li u. Tuy nhiên không gi ng như mã hóa c t, Khóa ch Khóa mã hóa Khóa ch CSDL Ch ng d li u DEK d ch v SMK nh n khóa không ñư c t o ra và d li u luôn ñư c duy trì tr ng thái b o DMK v . Không x y ra quá trình gi i mã v i phương th c mã hóa m t Hình 1.3. H th ng khóa c p b c chi u. 1.4.2. Ưu và như c ñi m c a TDE 1.5.1. Cách th c ho t ñ ng c a mã hóa m t chi u 1.4.2.1. Ưu ñi m Trong SQL Server, mã hóa m t chi u ñư c hoàn thành thông qua s d ng phương th c Hashbytes. Phương th c s d ng m t thu t 1.4.2.2. Như c ñi m toán ñ t o nên giá tr băm. Không gi ng như mã hóa c t, nó t o ra 1.4.3. Các bư c th c hi n TDE m t giá tr băm duy nh t m i l n mã hóa d li u. Phương th c 1.4.3.1. Cân nh c trư c khi th c hi n TDE HashBytes tr v giá tr băm. 1.4.3.2. Các bư c th c hi n TDE 1.5.2. Ưu và như c ñi m c a mã hóa m t chi u Sao lưu trư c khi mã hóa. 1.5.2.1. Ưu ñi m Th c hi n mã hóa TDE 1.5.2.2. Như c ñi m Bư c 1: t o khóa DMK cho CSDL Master b ng cách s d ng câu l nh CREATE MASTER KEY. 1.5.3. Các l h ng trong mã hóa m t chi u Bư c 2: t o ra m t ch ng nh n, khóa này ñư c 1.5.3.1. L h ng t n công t ñi n b o v b i khóa DMK c a CSDL Master. Lúc này Cu c t n công t ñi n là cu c t n công mà trong ñó m t danh nên th c hi n sao lưu khóa ch ng nh n v i khóa sách các giá tr băm ñư c t o ra và so v i các giá tr băm lưu tr riêng c a nó.
15 16 trong b ng d li u m c tiêu. Phương pháp này thư ng s d ng ñ c cu c t n công. “Ư p mu i” vào làm cho d li u g c ph c t p hơn và g ng làm l m t kh u ñư c b o v b ng cách s d ng mã hóa m t phá v d ki n mô hình ñư c d ñoán c a k t n công. chi u. Các bư c th c hi n mã hóa m t chi u: M t cu c t n công t ñi n l i d ng tính ch t c h u c a mã B1. Sao lưu CSDL trư c khi th c hi n mã hóa d li u hóa m t chi u b ng cách th c hi n cùng m t hành ñ ng ñư c s m t chi u. d ng khi ngư i dùng tìm ki m d li u mã hóa m t chi u nhưng trên B2. T o c t băm v i ki u d li u varbinary ñ lưu tr m t quy mô l n hơn. các giá tr băm c a d li u c n mã hóa. N u ngư i qu n tr CSDL thêm vào m t lo t các ký t trư c B3. “Ư p mu i” d li u g c trư c khi băm và sau ñó s khi nó ñư c mã hóa, k t qu giá tr băm s khác hơn k t qu giá tr d ng phương pháp HashBytes mã hóa d li u m t chi u. băm mã hóa trên và s tăng s k t h p ký t có th yêu c u m t cu c B4. Ki m tra và xác minh ki n trúc mã hóa m t chi u. t n công tích c c. Đ bi t ñư c quá trình mã hóa có thành công hay không? Có 1.5.3.2. L h ng t n công b ng c u v ng th th c thi câu l nh Select ñ l c d li u, k t qu tùy thu c vào c t Nhân v t chính trong t n công này là b ng c u v ng. B ng c u mã hóa m i t o ra. v ng bao g m m t lo t các hàng ñang n m gi d li u c a hai c t. B5. Xóa c t lưu tr d li u g c ñã ñư c mã hóa m t C t ñ u tiên ch a các giá tr d li u g c ñang tìm ki m. C t th hai chi u. ch a m t giá tr băm k t thúc c a m t chu i gi m. M t chu i gi m là Nên ch c ch n r ng quá trình mã hóa ñã thành công, bây gi k t qu c a vi c ñưa giá tr d li u g c vào trong c t ñ u tiên c a có th lo i b c t ch a thông tin nh y c m. b ng c u v ng và t o ra m t giá tr băm ban ñ u, sau ñó, m t ph n 1.6. T ng mã hóa c a giá tr băm ban ñ u t o ra m t giá tr băm khác. Quá trình này Mô hình t ng mã hóa gi i quy t v n ñ mã hóa m c ng ti p t c l p l i m t s l n cho ñ n khi m t giá tr băm k t thúc ñư c d ng. Gi i pháp này x lý mã hóa d li u trư c khi truy n d li u hình thành. vào CSDL. Nh ng v n ñ v qu n lý khóa và quy n truy c p ñư c h 1.5.4. Gi m tính d t n thương b ng cách ư p mu i d li u g c tr b i ng d ng. Truy v n d li u ñ n CSDL s tr v d li u d ng mã hóa và d li u này s ñư c gi i mã b i ng d ng. “Mu i” trong mã hóa làm gia tăng tính b o m t. M t giá tr M t gi i pháp b o m t CSDL t i ưu c n h tr các y u t băm c a mã hóa m t chi u d b t n thương b i t n công t ñi n và chính sau: b ng c u v ng. Nhưng thêm “mu i” vào d li u g c trư c khi nó H tr mã hóa t i các m c d li u c p b ng, c t, hàng. ñư c mã hóa, k t qu t o nên m t giá tr băm r t ñàn h i ñ i v i các H tr chính sách an ninh phân quy n truy c p ñ n m c d li u c t.
17 18 Cơ ch mã hóa không nh hư ng ñ n các ng d ng hi n CHƯƠNG 2 t i. THU T TOÁN MÃ HÓA D LI U 1.6.1. Xây d ng t ng CSDL trung gian 2.1. Thu t toán DES Trong mô hình này, m t CSDL trung gian ñư c xây d ng gi a DES là thu t toán mã hóa m t kh i d li u 64 bit. D li u ñ u ng d ng và CSDL g c. CSDL trung gian này có vai trò mã hóa d vào là kh i b n rõ 64 bit và d li u ñ u ra là m t kh i b n mã 64 bit. li u trư c khi c p nh t vào CSDL g c, ñ ng th i gi i mã d li u C mã hóa và gi i mã s d ng cùng m t thu t toán và khóa. trư c khi cung c p cho ng d ng. CSDL trung gian ñ ng th i cung 2.1.1. Các bư c thu t toán DES c p thêm các ch c năng qu n lý khóa, xác th c ngư i dùng và c p DES mã hóa m t xâu bit x có ñ dài 64 bit b ng m t khóa 54 phép truy c p. bit. B n mã nh n ñư c cũng là m t xâu bit có ñ dài 64 bit. 1.6.2. T ng mã hóa v i SQL Server Thu t toán ti n hành theo 3 giai ño n: Đ xây d ng t ng mã hóa trong SQL Server 2008, th c hi n Bư c 1: v i b n rõ cho trư c x, m t xâu bit x0 s ñư c d a trên cơ ch sau: xây d ng b ng cách hoán v các bit c a x theo phép Các hàm Stored Procedure trong CSDL cho ch c năng hoán v c ñ nh ban ñ u IP, x0 ñư c vi t: x0= IP(X) = mã hóa và gi i mã. L0R0, trong ñó L0 g m 32 bit ñ u và R0 là 32 bit cu i. S d ng cơ ch View trong CSDL t o các b ng o, thay Bư c 2 : sau ñó tính toán 16 l n l p theo m t hàm xác th các b ng th t ñã ñư c mã hóa. ñ nh, s tính LiRi, 1 ≤ i ≤16 theo quy t c sau: Cơ ch “instead of” trigger ñư c s d ng nh m t ñ ng Li = Ri-1 hóa quá trình mã hóa t View ñ n b ng g c. Ri = Li-1 ⊕ F(Ri-1,Ki) Trong mô hình này, d li u trong các b ng g c s ñư c mã Trong ñó ⊕ kí hi u phép ho c lo i tr c a hai xâu bit. F là m t hóa, tên c a b ng g c ñư c thay ñ i. M t b ng o (View) ñư c t o ra hàm s ñư c mô t t i m c 3.1.4. Các khóa K1,K2, . . . ,K16 là các xâu mang tên c a b ng g c, ng d ng s truy c p ñ n b ng o này. bit có ñ dài 48 bit ñư c t o ra theo thu t toán t o khóa c a DES. 1.7. K t lu n Bư c 3: áp d ng phép hoán v ngư c IP-1 cho xâu bit R16L16, thu ñư c b n mã y. T c là y = IP-1(R16L16). Trong trư ng h p này ph i chú ý th t ñã ñ o c a L16 và R16.
19 20 2.1.2. Hoán v kh i ñ u IP d ch c a m i hàng là khác nhau, 3) k t h p d li u c a m i c t trong 2.1.3. Tính khóa m ng tr ng thái và 4) c ng m t khóa RoundKey vào tr ng thái. 2.1.4. Hàm F và h p S 2.3.4.1. Mã hóa 2.1.4.1. Hoán v m r ng (H p E) Có th th y t t c các vòng ñ u th c hi n công vi c gi ng nhau d a trên 4 hàm (theo th t ) SubBytes(), ShiftRows(), MixColumns() 2.1.4.2. H p S và AddRoundKey() tr vòng cu i cùng b qua vi c th c hi n hàm 2.1.4.3. H p hoán v P MixColumns(). 2.1.5. Gi i mã 2.3.4.2. Gi i mã 2.1.6. Nh n xét Thu t toán gi i mã khá gi ng v i thu t toán mã hóa v m t c u 2.2. Thu t toán TRIPLE DES trúc nhưng 4 hàm cơ b n s d ng là các hàm ngư c c a các hàm trong thu t toán gi i mã. Tripple DES hay còn g i là 3DES th c ra là mã hóa cùng 1 2.3.5. Nh n xét thông tin qua 3 l n mã hóa DES v i 3 khóa khác nhau. Do ñó chi u dài khóa s l n hơn và an toàn hơn so v i DES. 2.4. Thu t toán RSA 2.3. Thu t toán AES Thu t toán mã hóa b t ñ i x ng RSA s d ng m t lo t các 2.3.1. Gi i thi u phương pháp tính toán d a trên c p khóa tư nhân và khóa công khai thay vì phương th c kh i/dòng ñư c ñ nh nghĩa trong mã hóa ñ i 2.3.2. Các khái ni m và ký hi u x ng. 2.3.3. Các hàm, ký hi u và các tham s c a thu t toán Thu t toán b t ñ i x ng, nói chung, m nh hơn thu t toán ñ i 2.3.4. Thu t toán x ng, nhưng chúng ñòi h i t n nhi u b nh . Đ dài c a input, output và các tr ng thái (state) c a chu n mã Đo n tin ñư c mã hóa t ng kh i, v i m i kh i có giá tr nh hóa cao c p AES là 128 bit tương ng v i giá tr c a Nb = 4 (là s hơn N (N ñư c miêu t B1). Cho kh i văn b n rõ M (M
21 22 B3: Sau khi nh n các giá tr N và e, B b t ñ u mã hóa d l n bi n ñ i: bao g m th c hi n v i m t hàm phi tuy n c a 3 trong 5 e li u theo công th c: C=M (mod N) và g i k t qu này giá tr a, b, c, d và e sau ñó cũng ñư c c ng và d ch như trong MD5. cho A. 2.7. K t lu n B4: Sau khi nh n d li u ñã b mã hóa C, A s d ng khóa bí m t d và ti n hành gi i mã theo công th c sau: CHƯƠNG 3 M=Cd(mod N)=(Me)dmod N=Mdemod N. NG D NG MÃ HÓA DÒNG D LI U V I JAVA 2.5. Thu t toán MD5 Đ u vào c a hàm băm là nh ng kh i 512-bit, ñư c chia cho 16 3.1. Lý thuy t mã hóa trong Java kh i con 32-bit. Đ u ra c a thu t toán là m t thi t l p c a 4 kh i 32- 3.1.1. JCA và JCE bit ñ t o thành m t hàm băm 128-bit duy nh t. JCA (Java Cryptography Architecture). JCA quy ñ nh các m u Đ u tiên, chia b c ñi n thành các kh i 512-bit, m i kh i 512- thi t k c th và ki n trúc m r ng xác ñ nh các khái ni m và các bit l i ñư c chia ra 16 kh i 32-bit ñi vào b n vòng l p c a MD5. Gi thu t toán mã hóa. JCA thi t k ñ phân lo i các khái ni m mã hóa t s ñ t a, b, c và d thay cho A, B, C và D ñ i v i kh i 512-bit ñ u hi n th c. Các khái ni m này ñư c gói g n b i l p trong các gói tiên c a b c ñi n. B n vòng l p trong MD5 ñ u có c u trúc gi ng java.security và javax.crypto. nhau. M i vòng th c hi n 16 l n bi n ñ i: th c hi n v i m t hàm phi JCE (Java Cryptography Extension): các l p mã hóa ñư c tuy n c a 3 trong 4 giá tr a, b, c và d; sau ñó nó c ng k t qu ñ n giá phân chia thành 2 nhóm. Nhóm ñ u tiên bao g m gói java.security. tr th 4, ti p ñó c ng v i m t trong 16 kh i con 32-bit Mj và m t Nhóm th 2 là JCE. JCE là ph n m r ng c a JCA. Nó bao g m nhà h ng s ti. Sau ñó, nó d ch trái m t lư ng bit thay ñ i và c ng k t cung c p mã hóa khác g i là SUNJCE. qu vào 1 trong 4 giá tr a, b, c hay d. K t qu cu i cùng là m t giá tr JCA và JCE cung c p m t t p các l p và giao di n mã hóa. m i ñư c thay th 1 trong 4 giá tr a, b, c hay d. Trong JCA và JCE, b sưu t p c a các l p ñư c g i là providers. 2.6. Thu t toán SHA JCA và JCE có m t s cơ ch ñơn gi n cho phép m i ngư i thêm Cũng gi ng v i MD5, b c ñi n ñư c c ng thêm m t bit 1 và providers và l a ch n providers c th . các bit 0 cu i b c ñi n ñ b c ñi n có th chia h t cho 512 bit. 3.1.2. Key Management SHA s d ng 5 thanh ghi d ch A, B, C, D, E. Qu n lý khóa là thách th c l n nh t ñ i v i nh ng ngư i mu n B c ñi n ñư c chia ra thành nhi u kh i 512-bit. Ta cũng ñ t là phát tri n ng d ng mã hóa. Ph n này trình bày các khái ni m qu n a, b, c, d và e thay cho A, B, C, D và E ñ i v i kh i 512-bit ñ u tiên lý khóa ñ i di n b i các l p và giao di n. c a b c ñi n. SHA có b n vòng l p chính v i m i vòng th c hi n 20
23 24 3.1.2.1. Key nh t Hi u Trư ng ho c admin m i ñư c quy n mã hóa hay gi i mã 3.1.2.2. Key Genertors d li u c a t t c nhân viên trong trư ng. 3.1.3. Key Translators 3.2.1. Thu t toán ñăng nh p 3.1.3.1. SecretKeySpec 3.2.2. Thu t toán phân quy n qu n lý toàn trư ng 3.1.3.2. SecretKeyFactory 3.2.3. Thu t toán phân quy n qu n lý phòng 3.1.4. Cipher 3.2.4. Thu t toán phân quy n nhân viên 3.1.4.1. Hình thành Cipher 3.2.5. Thu t toán mã hóa d li u m t trư ng 3.1.4.2. Kh i t o Cipher 3.2.6. Thu t toán gi i mã d li u m t trư ng 3.1.4.3. Mã hóa và gi i mã d li u v i Cipher 3.2.7. Thu t toán mã hóa d li u m t b n ghi 3.1.5. Các bư c mã hóa d li u 3.2.8. Thu t toán gi i mã d li u ñã ñư c mã hóa c a b n ghi 3.1.5.1. Mã hóa ñ i x ng 3.3. Thi t k cơ s d li u 3.1.5.2. Mã hóa b t ñ i x ng 3.1.5.3. Mã hóa m t chi u 3.2. Thi t k thu t toán cho chương trình Bài toán: V i các k thu t mã hóa c a SQL Server ñư c nêu trên, tôi nh n th y r ng hai k thu t mã hóa c t và mã hóa m t chi u ch mã hóa c t không mã hóa ñư c b n ghi hay hàng trong m t b ng. N u mu n mã hóa m t hay nhi u b n ghi trong m t b ng c a CSDL thì SQL Server 2008 không làm ñư c. Kh c ph c ñi m y u này, sau ñây là chương trình mã hóa t ng dòng d li u hay còn g i là mã hóa t ng b n ghi trong b ng. Chương trình phân c p ch c quy n cho nhân viên d a trên ch c v và t ng phòng ban khác nhau. M i trư ng phòng có quy n mã hóa hay gi i mã d li u c a m t hay t t c nhân viên trong phòng. Và tương t m i nhân viên ch ñư c quy n 3.4. K t lu n mã hóa hay gi i mã d li u c a riêng mình. Ngư i có ch c v l n
25 26 Công tác nghiên c u ñ tài ñã cung c p cho tôi r t nhi u ki n K T LU N th c quí giá v cách th c mã hóa d li u. Vi c mã hóa d li u ñ ñ m b o an toàn thông tin ngày càng Nhìn chung ñ tài ñã ñ t ñư c các m c tiêu như ñ ra ban ñ u. ñư c s d ng r ng rãi. Ngay trong h qu n tr CSDL SQL Server 2. Nh ng h n ch 2008 cũng ñã tích h p công c này góp ph n gia tăng m c ñ an toàn Hi n nay các thu t toán mã hóa r t ña d ng nhưng lu n văn c a d li u ñư c lưu tr bên trong. Tuy nhiên mu n phát huy ñư c v n chưa t ng h p, gi i thi u ñư c. ưu ñi m c a các k thu t mã hóa này, ph i s d ng k t h p các k Vi c ng d ng các ki n th c nghiên c u ñư c vào h th ng thu t mã hóa ñó v i mô hình t ng mã hóa ñư c nêu trên. qu n lý d li u ti n hành chưa t t. SQL Server 2008 ñã s d ng các thu t toán mã hóa: DES, 3. Hư ng phát tri n Triple DES, AES, RSA, MD5, SHA … ñ mã hóa d li u. M i thu t V i nh ng m t còn t n t i, ñ nh hư ng s c g ng kh c ph c toán có nh ng ưu như c ñi m riêng. Trong lu n văn, tôi ñã mô t khá trong th i gian ñ n. Ti p t c hoàn thi n ph n n i dung nghiên c u. chi ti t n i dung t ng thu t toán. Hi u ñư c m c ñích và quá trình T p trung v n d ng lý thuy t nghiên c u vào trong th c t . t o nên d li u mã hóa c a các thu t toán này s giúp ích cho vi c l a Ti p t c nghiên c u chuyên sâu vào các thu t toán mã hóa và ch n thu t toán phù h p v i chương trình. công c mã hóa c a ngôn ng l p trình Java, nh t là các ki n th c Trong th i gian qua, tôi ñã n l c tìm hi u, phân tích, nghiên ph c v cho yêu c u phát tri n h th ng thông tin qu n lý. c u ñ th c hi n ñ tài lu n văn “Nghiên c u gi i pháp b o m t cơ Nghiên c u các k thu t mã hóa d li u c a h qu n tr CSDL s d li u SQL Server b ng phương pháp mã hóa”, v i s nhi t tình Oracle. T ng bư c so sánh, b sung ki n th c mã hóa d li u cho giúp ñ , ch b o c a các th y giáo và b n bè ñ ng nghi p. Tôi xin b n thân. tóm t t nh ng k t qu ñ t ñư c, nh ng h n ch và ñ xu t m t s ñ nh hư ng phát tri n cho ñ tài như sau: 1. Nh ng k t qu ñ t ñư c Lu n văn ñã t ng h p và gi i thi u các k thu t mã hóa c a h qu n tr CSDL SQL Server 2008 cũng như ñ nh hư ng phát tri n ng d ng s d ng k thu t mã hóa thông qua mô hình t ng mã hóa.