Mã hóa là gì? Giới thiệu một số thuật toán mã hóa phổ biến

Mã hóa là phương pháp bảo mật và bảo vệ dữ liệu đã được áp dụng từ lâu. Hiện nay, người ta đã ứng dụng mã hóa vào truyền và gửi thông tin dạng kỹ thuật số. Nhờ phương pháp bảo mật này, dữ liệu được bảo vệ tốt khỏi sự dò xét của một số tổ chức và các hacker chuyên đánh cắp thông tin. Vậy mã hóa là gì? Nó có những đặc điểm gì? Hãy cùng BKHOST tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Mã hóa là gì?

Mã hóa là việc thay đổi cách thể hiện dữ liệu gốc thành cách thể hiện khác mà chỉ có hai bên trao đổi thông tin mới hiểu được. Đây là quá trình chuyển đổi văn bản hay dữ liệu gốc sang bản mã. Để thực hiện mã hóa, người dùng cần có chìa khóa mật mã. Đây là yếu tố quan trọng nhất để có thể thực hiện mã hóa cũng như giải mã.

Chìa khóa trong mật mã

Chìa khóa trong mật mã hay còn được biết đến với tên cryptographic key. Đây là một chuỗi các ký tự giúp thay thế hoặc chuyển đổi văn bản gốc thành bản mã. Chìa khóa trong mật mã cũng có thể được xem là các quy tắc chuyển đổi ký tự hoặc cụm từ thành ký tự hoặc cụm từ khác.

Chìa khóa trong mật mã càng phức tạp thì độ bảo mật của dữ liệu càng cao. Đó là vì càng phức tạp thì sẽ càng có ít người có thể giải được mật mã. Bên cạnh đó, nó còn hạn chế được các trường hợp bản mã bị tấn công bằng hình thức brute force hay còn gọi là đoán.

Các loại mã hóa

Hiện nay, người ta đã phát triển ra hai loại mã hóa gồm mã hóa đối xứng và mã hóa bất đối xứng. Trong đó, mã hóa dạng đối xứng là dạng mã hóa cơ bản và đơn giản hơn.

Mã hóa đối xứng

Mã hóa đối xứng chỉ sử dụng một loại chìa khóa mật mã. Điều này có nghĩa là người dùng sử dụng cùng một chìa khóa để chuyển dữ liệu thành bảng mã và ngược lại. Điều này giúp người dùng thuận tiện trong việc giao tiếp bằng thư từ hoặc điện tín. Dạng mã hóa này cho phép thông tin có thể đi hai chiều một cách dễ dàng.

Mã hóa bất đối xứng

Mã hóa bất đối xứng hay còn được gọi là mã hóa công khai. Loại mã hóa này sử dụng hai chìa khóa mật mã khác nhau. Trong đó, một cái dùng để chuyển dữ liệu thành bản mã, một cái dùng để dịch bản mã thành dữ liệu. Cách mã hóa này có một trong hai chìa khóa được công khai và một chìa được giữ riêng tư.

Cách mã hóa này giúp tăng tính bảo mật tối ưu cho dữ liệu và đưa thông tin đi một chiều với đặc điểm mỗi bên chỉ có 1 bảng mã. Vì tính bảo mật cao của mã hóa bất đối xứng, nhiều người đã ứng dụng nó vào SSL (TLS).

Tại sao cần mã hóa dữ liệu?

Mã hóa dữ liệu là rất cần thiết để bảo vệ dữ liệu và một số chức năng khác như xác thực dữ liệu và quy định. Dưới đây là các lý do cho thấy tại sao việc mã hóa dữ liệu lại rất cần thiết.

Đảm bảo riêng tư trong truyền đạt thông tin

Mã hóa dữ liệu ngăn chặn bên thứ ba có cơ hội xem hoặc đánh cắp thông tin. Do đó, chỉ có người gửi và người nhận dữ liệu mới có thể giải mã và đọc được nội dung hay thông điệp bên trong. Điều này góp gần ngăn chặn tội phạm mạng, mạng quảng cáo,…

Bảo vệ dữ liệu

Mã hóa giúp bảo vệ dữ liệu không bị tấn công bởi tội phạm mạng hay khi máy móc xảy ra trục trặc. Bên cạnh đó, việc mã hóa còn giúp che đậy những thông tin mật, nhạy cảm không bị các tổ chức khác xâm phạm.

Khả năng xác thực

Đây là ứng dụng phổ biến ở dạng mã hóa bất đối xứng. Mã hóa sẽ giúp máy tính của từng web xác nhận đúng địa chỉ nhận bằng cách đối chiếu với chìa khóa giải mã.

Tuân thủ theo quy định

Vì để đảm bảo tính bảo mật của thông tin, hiện nay nhiều tổ chức đã ra quy định mã hóa thông tin trước khi lưu trữ hoặc gửi đi. Một số quy định chung về tiêu chuẩn mã hóa và yêu cầu mã hóa gồm có HIPAA, PCI-DSS và GDPR.

Thuật toán mã hóa là gì?

Thuật toán mã hóa là dạng công thức toán học hoặc quy tắc giúp chuyển đổi dữ liệu thành bản mã. Thuật toán mã hóa sẽ sử dụng chìa khóa mật mã để chuyển dữ liệu thành các dạng mà chỉ có những bên trao đổi dữ liệu mới hiểu được. Thuật toán này cũng có thể giải mã nếu có được chìa khóa tương thích với bản mã cần giải. Hiện nay, người ta đã phát triển ra một số thuật toán mã hóa như Blowfish, AES, RC4, RC5, RC6, DES, Twofish.

Một số thuật toán mã hóa phổ biến

Các thuật toán mã hóa đối xứng thường được sử dụng bao gồm:

• AES
• 3-DES
• SNOW

Các thuật toán mã hóa bất đối xứng thường được sử dụng bao gồm:

• RSA
• Mật mã đường cong elliptic

Tấn công brute force trong mã hóa

Brute force là một dạng tấn công dữ liệu bằng phương pháp đoán chìa khóa mật mã. Người hoặc máy tính thực hiện tấn công brute force có thể đưa ra hàng ngàn hoặc hàng triệu lần đoán trong thời gian ngắn thông qua các thuật toán nâng cao. Để ngăn chặn tấn công, người dùng cần tăng cường độ phức tạp của chìa khóa mật mã. Những mật khẩu hay chìa khóa yếu, đơn giản sẽ dễ dàng bị đoán được và tấn công.

Tổng kết về mã hóa

Thông qua bài viết, chúng tôi đã giới thiệu về mã hóa là gì. Mã hóa có ứng dụng thực tiễn to lớn trong truyền và nhận thông tin giữa các đối tượng với nhau. Mã hóa dữ liệu hiện nay đang được phát triển để cho ra những phương pháp mới phức tạp hơn để bảo mật dữ liệu tốt hơn. Tuy nhiên để bảo mật thì không chỉ cần dùng đến mã hóa mà còn nhiều yếu tố khác.

Nếu bạn bất cứ câu hỏi nào liên quan đến mã hóa, hãy để lại bình luận ở bên dưới, BKHOST sẽ trả lời bạn trong thời gian sớm nhất.

P/s: Bạn cũng có thể truy cập vào Blog của BKHOST để đọc thêm các bài viết chia sẻ kiến thức về lập trình, quản trị mạng, website, domain, hosting, vps, server, email,… Chúc bạn thành công.