Trong cuộc cách mạng công nghệ 4.0, mã hóa thông tin trở thành một ngành quan trọng và có nhiều ứng dụng trong đời sống xã hội, các ứng dụng, thiết bị mã hóa và bảo mật thông tin đang được sử dụng ngày càng phổ biến hơn trong các lĩnh vực khác nhau trên thế giới, từ lĩnh vực an ninh, quân sự, quốc phòng,… đến các lĩnh vực dân sự như thương mại, điện tử… Bài viết sẽ giới thiệu tóm tắt một số nội dung có trong tiêu chuẩn TCVN 11367-3:2016 về Công nghệ thông tin – Các kỹ thuật an toàn – Thuật toán mật mã, phần 3: Mã khối.

Bài viết giới thiệu về khái niệm thuật toán mã hóa có tính chất bảo toàn định dạng (Format Preserving Encryption - FPE), tức là bản mã có cùng định dạng với bản rõ, cũng như trình bày một ví dụ và quá trình chuẩn hóa kiểu thuật toán này.

Mã khối động được biết đến nhờ khả năng nâng cao độ an toàn của mã khối chống lại nhiều loại thám mã khác nhau. Bài báo này phân tích độ an toàn của thuật toán SDK-AES - thuật toán mã khối động ở cả tầng thay thế và khuếch tán.

Trong những năm gần đây, lĩnh vực mã khối động đã được nhiều nhà mật mã quan tâm nghiên cứu nhờ khả năng nâng cao độ an toàn của mã khối, chống lại nhiều loại thám mã khác nhau. Các mã khối có thể được “động hóa” ở một trong những thành phần của nó. Bài viết này giới thiệu thuật toán mã khối động SDK-AES có hai thành phần quan trọng được làm động, là tầng thay thế và tầng khuếch tán.

Tóm tắt— Cấu trúc cho các hàm băm lặp dựa trên mã khối đã được nghiên cứu, trong đó kích thước giá trị băm bằng kích cỡ khối và kích cỡ khóa đã được quan tâm nghiên cứu rộng rãi. Bài báo này, chúng tôi chi tiết 64 lược đồ theo mô hình tổng quát được đề xuất bởi B. Preneel và các đồng sự, dựa trên 5 tấn công cơ bản. Chi tiết hóa phân loại lược đồ theo số lượng các biến đầu vào và thực hiện đánh giá độ an toàn của một trong số các lược đồ an toàn theo quan điểm thám mã vi sai.

Hàm băm Whirlpool được đề xuất trong dự án NESSIE vào năm 2000, hàm băm này dựa trên mã khối và được đánh giá là an toàn. Hàm nén sử dụng mã khối W (được xem như là một biến thể của AES) được thiết kế dành cho hàm băm và không sử dụng cho hàm mã hóa nhằm khắc phục điểm yếu của các hàm băm dựa trên mã khối.

Bài báo này trình bày về một số kết quả xây dựng họ thuật toán mật mã khối mới dựa trên lớp nguyên thủy mật mã F2/1. Đây là lớp phần tử điều khiển được (Controlled Elements - CE) đã được nghiên cứu và chứng minh là phù hợp để phát triển các thuật toán mật mã khối có tốc độ và khả năng tích hợp cao trên các nền tảng phần cứng được tích hợp với quy mô lớn (very large scale integrated – VLSI) (như FPGA và ASIC). Điều đó đảm bảo họ thuật toán này sẽ hoạt động hiệu quả và phù hợp cho truyền dữ liệu thời gian thực trên các mạng không dây.

CSKH-02.2016 - (Tóm tắt) - Cấu trúc mã khối đóng vai trò rất quan trọng trong việc thiết kế một thuật toán mã khối an toàn. Tính giả ngẫu nhiên và siêu giả ngẫu nhiên của một cấu trúc mã khối đã và đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu trong cộng đồng mật mã. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một số kết quả lý thuyết liên quan tới việc đánh giá tính giả ngẫu nhiên và siêu giả ngẫu nhiên của cấu trúc Feistel (là một trong nhiều cấu trúc thường được sử dụng bên cạnh SPN, ARX…) bằng cách sử dụng kỹ thuật hệ số H do J. Patarin đề xuất.

CSKH-01.2015 - (Tóm tắt) - Bài báo này, giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về việc xây dựng thuật toán mã khối hạng nhẹ. Trên cơ sở thảo luận và phân tích các đặc điểm cũng như nguyên lý thiết kế mã khối hạng nhẹ, chúng tôi phát triển công cụ đánh giá độ an toàn cho một thuật toán mã khối, xây dựng hộp thế 4 bit an toàn, phát triển tầng tuyến tính cho mã khối hạng nhẹ và giới thiệu thuật toán mã khối hạng nhẹ tựa PRESENT.

Có một số phương pháp đo độ khuếch tán của mã khối như: phương pháp dựa trên mức độ ảnh hưởng thác đổ, mức độ ảnh hưởng thác đổ chặt, thuộc tính đầy đủ, phương pháp dựa trên số nhánh. Phương pháp mới nhất xuất hiện vào tháng 7/2010, do Tiến sĩ Muhammad Reza Z’aba đề xuất có tên là “Phương pháp đo độ khuếch tán bằng cách đếm số điểm bất động”. Dưới đây giới thiệu về tầng khuếch tán của một số mã khối và tổng quan về các phương pháp đo độ khuếch tán.