Ngày nay, công nghệ thông tin ngày càng phát triển mạnh mẽ ứng dụng vào trong mọi lĩnh vực của đời sống, các thông tin trao đổi trên mạng ngày càng nhiều và đa dạng. Kèm theo sự phát triển của mạng thông tin thì nhu cầu bảo mật thông tin trên mạng trở nên cấp thiết và được quan tâm nhiều hơn. Các giải pháp, phương pháp bảo mật được nhiều tổ chức đưa ra rất nhiều và đa dạng.
Trong đó giải pháp chữ ký số, hạ tầng cơ sở khóa công khai (Public Key Infrastructure – PKI) là hệ thống vừa mang tính tiêu chuẩn, vừa mang tính công nghệ cho phép người dùng trong một mạng công cộng không bảo mật (như Internet), có thể trao đổi thông tin một cách an toàn thông qua việc sử dụng kỹ thuật mật mã với một cặp khóa riêng và công khai được chứng nhận bởi một nhà cung cấp chứng nhận số (Certificate Authority - CA) được tín nhiệm. Hệ thống PKI cung cấp một chứng thư số chứa khóa công khai, định danh người dùng, các trường thông tin liên quan và đi kèm là khóa riêng tương ứng cho người dùng. Một số ứng dụng của PKI cung cấp cho người dùng có thể kể đến: Mã hóa, giải mã văn bản; Xác thực người dùng ứng dụng;
Mã hóa email hoặc xác thực người gửi email; Tạo chữ ký số trên văn bản điện tử.
Song song, hệ thống này cũng phải đối mặt với nhiều loại hình tấn công. Trong đó, tấn công khôi phục, chiếm đoạt khóa riêng tương ứng chứng thư số người dùng là vấn đề rất nghiêm trọng có thể dẫn tới quá trình hoạt động không đúng đắn, mất an toàn của hệ thống PKI. Một số nguyên nhân chính có thể dẫn tới các tấn công này có thể kể đến như sau:
- Lỗi từ phía người dùng: quá trình lưu trữ khóa riêng của người dùng sử dụng các thiết bị không an toàn như sử dụng chung USB không bảo mật, lưu trên thiết bị di động Android hay dịch vụ lưu trữ miễn phí trên Internet…
- Hệ thống triển khai PKI không an toàn: hệ thống triển khai PKI bao gồm các máy chủ cung cấp dịch vụ PKI, giao thức thực thi PKI, máy tính cài phần mềm thực hiện ký số của người dùng. Những máy tính này có thể bị kẻ tấn công cài cắm mã độc thông qua lỗ hổng bảo mật của hệ điều hành, phần mềm thực hiện PKI để đánh cắp khóa riêng.
- Điểm yếu về mặt toán học hay điểm yếu trong cài đặt hệ mật khóa công khai trong chứng thư số: Hệ mật khóa công khai đi kèm trong chứng thư số thường gặp nhất là RSA và ít hơn là các hệ mật Elliptic. Một người quản trị không có kiến thức về hệ mật khóa công khai khi triển khai hệ thống PKI thường sẽ cài đặt các hệ mật này tồn tại điểm yếu về mặt toán học như độ dài khóa ngắn, các tham số thực hiện không đảm bảo an toàn.
