Hàm băm trong mật mã hạng nhẹ

Abstract

Ngày nay, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp thuật ngữ IoT ở bất cứ nơi nào. Thuật ngữ này là viết tắt của cụm từ “Internet of Things”, ám chỉ những vật được kết nối internet và có khả năng trao đổi dữ liệu. IoT trong những năm gần đây rất phổ biến, phổ biến đến mức nó đã được thêm vào từ điển Oxford [14] dưới dạng một danh từ. Đặc điểm chung của những thiết bị này là kích thước nhỏ gọn và năng lượng tiêu thụ thấp. Ví dụ như các thiết bị cảm biến môi trường, cảm biến y tế … Phần lớn các thiết bị IoT đang gặp phải vấn đề về bảo mật, là làm sao để thông tin không bị sửa đổi trong khi trao đổi dữ liệu, làm sao để thông tin không bị đánh cắp …? Trong năm 2004, thuật ngữ “Lightweight cryptography” được đưa ra thảo luận tại nhiều hội nghị và cuối cùng nó đã được đem vào sử dụng trong thực tế[6]. Thuật ngữ này ám chỉ những hệ mật “nhẹ” có khả năng cài đặt trên các thiết bị bị giới hạn bởi năng lượng tiêu thụ và khả năng lưu trữ. Như vậy, mật mã nhẹ rất phù hợp để áp dụng vào bảo mật cho các thiết bị IoT. Do đó, việc phát triển nhanh và mạnh của internet of things cũng chính là động lực để thúc đẩy mật mã nhẹ phát triển. Từ khi khái niệm mật mã nhẹ được đưa vào sử dụng cho đến nay thì mật mã nhẹ phát triển rất nhanh và mạnh. Thể hiện bởi số lượng và chất lượng các công trình nghiên cứu. Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu về mật mã nhẹ và đi sâu vào một nhánh con của nó là hàm băm. Bên cạnh đó, tác giả sẽ trình bày đề xuất cải tiến hệ mật của mình, đó là cải tiến S-Box. Đề xuất này được in trong hội thảo Quốc Gia lần thứ XX, là một phần của bài báo: “Cải tiến mã khối hạng nhẹ họ LED và Neokeon”. Với cải tiến này, nếu chương trình cài đặt theo hướng tối ưu hóa về mặt thời gian thì cải tiến sẽ không làm tăng bất cứ chi phí nào cả nhưng lại tăng được độ mật của thuật toán. IoT phát triển là một lợi thế rất lớn cho mật mã nhẹ. Tuy nhiên, đây đồng thời là thách thức không hề nhỏ dành cho ngành nghiên cứu này. Làm sao để độ bảo mật phù hợp? Làm sao để năng lượng tiêu thụ thấp? Làm sao để không gian lưu trữ nhỏ?