Với sự phát triển của Internet thì việc trao đổi các thông tin hay chia sẻ dữ liệu ngày càng trở nên dễ dàng. Tuy nhiên việc này cũng tiềm tàng nhiều nguy cơ và rủi ro từ việc đánh cắp thông tin từ hacker. Vì vậy, các phương pháp mã hóa thông tin ra đời đã giúp ích rất nhiều cho việc bảo mật. Vậy mã hóa thông tin là gì? Tại sao phải mã hóa thông tin?
Tóm tắt
Mã hóa thông tin là gì?
Mã hóa thông tin là gì?
Cách mã hóa thông tin trong máy tính là xáo trộn dữ liệu chỉ để hai bên trao đổi thông tin có thể hiểu được. Về mặt kỹ thuật, mã hóa thông tin là quá trình chuyển đổi văn bản gốc sang bản mã. Nói một cách đơn giản hơn, mã hóa thông tin thành dữ liệu là việc lấy dữ liệu có thể đọc được và thay đổi nó để dữ liệu này không còn giống như ban đầu. Mã hóa thông tin yêu cầu sử dụng khóa mã hóa. Đây là một tập hợp các giá trị toán học mà cả người gửi và người nhận tin nhắn đã được mã hóa đều biết.
Dữ liệu được mã hóa xuất hiện ngẫu nhiên, việc mã hóa tiến hành theo cách hợp lý, có thể dự đoán được, để bên nhận sử dụng khóa mã hóa dữ liệu, biến nó trở lại thành dữ liệu ban đầu. Mã hóa thông tin an toàn thực sự sẽ đủ phức tạp để bên thứ ba không thể giải mã được bằng cách đoán.
Khóa mật mã là gì?
Khóa mật mã (tiếng Anh: cryptographic key) là một chuỗi các ký tự được sử dụng trong thuật toán mã hóa để thay đổi dữ liệu sao cho chúng xuất hiện ngẫu nhiên. Giống như một khóa vật lý, nó khóa dữ liệu để chỉ người nào đó có khóa bên phải mới có thể mở khóa nó.
Tại sao phải mã hóa thông tin?
Các phương pháp mã hóa thông tin được sử dụng để bảo vệ dữ liệu xuất phát từ một số nguyên nhân sau:
Riêng tư
Mã hóa thông tin nhằm mục đích đảm bảo rằng không một ai có thể đọc thông tin liên lạc hoặc dữ liệu ngoại trừ người nhận dự định hoặc chủ sở hữu của dữ liệu phù hợp. Điều này ngăn chặn những tội phạm mạng, mạng quảng cáo, nhà cung cấp dịch vụ Internet và trong một số trường hợp chính phủ cần chặn và đọc dữ liệu nhạy cảm.
Bảo vệ
Mã hóa giúp tránh việc vi phạm dữ liệu, cho dù thông tin đó đang trong quá trình di chuyển hoặc ở trạng thái nghỉ. Nếu một thiết bị của công ty bị mất hoặc là bị đánh cắp và ổ cứng của nó được mã hóa chính xác thì dữ liệu trên thiết bị đó có thể sẽ vẫn được bảo mật.
Xác thực
Mục đích của mã hóa thông tin trong máy tính là thiết lập việc máy chủ gốc của trang web sở hữu khóa riêng và được cấp chứng chỉ SSL hợp pháp.
Một số cách mã hóa thông tin thông dụng
Có rất nhiều cách mã hóa thông tin dạng văn bản khác nhau, mỗi loại có những ưu và nhược điểm riêng. Thông thường phương pháp mã hóa thông tin được chia thành 4 loại chính:
Mã hóa cổ điển
Mã hoá cổ điển là phương pháp mã hóa thông tin nhất, tồn lại lâu nhất trên thế giới và không cần khóa bảo mật, chỉ cần người gửi và người nhận cùng được biết về thuật toán này là được.
Một ví dụ về cách mã hóa thông tin dạng văn bản là nếu chúng ta dùng thuật toán đổi ký tự trong câu văn thành ký tự liền kề trong bảng chữ cái thì chữ “PAvietnam” sẽ trở thành “QBxkfuobn”. Người nhận khi nhận được chữ “QBxkfuobn” thì chỉ cần dịch ngược lại là xong.
Tuy nhiên, cách mã hóa thông tin này được xem là không an toàn, vì nếu một người thứ ba biết được thuật toán thì xem như thông tin đó không còn bảo mật nữa. Việc giữ bí mật thuật toán rất quan trọng, không phải ai cũng có thể giữ bí mật đó một cách trọn vẹn. Có khả năng người đó sẽ làm rò rỉ ra, hoặc có ai đó ngồi giải ra được thuật toán thì việc mã hóa này trở nên vô ích.
Mã hóa một chiều (hash)
Cách mã hóa thông tin này dùng để mã hóa những thứ không cần phải dịch lại nguyên bản gốc. Ví dụ, khi bạn đăng nhập vào website, mật khẩu mà bạn nhập sẽ được chuyển thành một chuỗi các kí tự bằng một thứ gọi là hash function.
Chuỗi này sẽ được lưu vào cơ sở dữ liệu, chứ không lưu mật khẩu gốc của bạn nhằm tăng tính bảo mật. Lỡ hacker có trộm được dữ liệu thì cũng chỉ thấy những thứ như GziyHGV547klhuHgHZ chứ không biết password thật của bạn là gì.
Mỗi lần bạn đăng nhập, hash function sẽ biến password thật của bạn thành chuỗi ký tự rồi so sánh nó với thứ đã có trong cơ sở dữ liệu, nếu khớp thì đăng nhập tiếp, không thì báo lỗi. Chúng ta không có nhu cầu dịch ngược chuỗi ký tự nói trên ra lại thành password thật để làm gì cả.
Mã hóa kiểu đối xứng (symmetric key encryption)
Để hiểu về cách mã hóa thông tin trong máy tính này, chúng ta bắt đầu đi tìm hiểu về việc bảo mật có dùng khóa. Khóa ở đây là mấu chốt để thuật toán có thể nhìn vào mà biết đường mã hóa và giải mã dữ liệu.
Cũng giống như cánh cửa nhà bạn, nếu bạn có khóa thì bạn có thể nhanh chóng đi vào trong, còn nếu không có khóa thì bạn vẫn có thể đục cửa hay gọi thợ sửa khóa, nhưng sẽ tốn thời gian và công sức hơn. Mỗi chìa khóa cho mỗi ổ khóa trên thế giới này là duy nhất với các đường rãnh không chìa nào giống chìa nào. Key mã hóa cũng hoạt động tương tự như vậy.
Ở phương pháp mã hóa đối xứng này, chìa khóa để mã hóa và giải mã là như nhau nên người ta mới gọi là đối xứng, trong tiếng Anh là symmetric. Theo một số tài liệu thì phương pháp mã hóa đối xứng chính là giải pháp được sử dụng nhất phổ biến hiện nay.
Mã hóa kiểu bất đối xứng (public key encryption)
Nếu như ở trên, khóa mã hóa và khóa giải mã giống nhau thì với phương pháp mã hóa bất đối xứng, hai khóa này lại hoàn toàn khác nhau. Để phân biệt giữa hai khóa thì người ta gọi khóa mã hóa là public key, khóa giải mã là private key.
Public mang tính chất “công cộng” và có thể được sử dụng để mã hóa dữ liệu bởi bất kỳ ai. Tuy nhiên, chỉ người nào có trong tay private key mới có khả năng giải mã dữ liệu để xem.
Nhược điểm của cách mã hóa thông tin bất đối xứng này là tốc độ giải mã chậm hơn so với cách mã hóa thông tin kiểu đối xứng, tức là chúng ta cần phải tốn nhiều năng lực xử lý của CPU hơn, phải chờ lâu hơn, dẫn đến “chi phí” tăng cao hơn. Khoảng thời gian lâu hơn là bao nhiêu thì còn tùy vào những thuật toán mã hóa, cách thức mã hóa và key.
Chính vì thế mà hiện tại ít ai mã hóa bằng phương pháp mã hóa bất đối xứng. Thay vào đó, họ sử dụng phương pháp mã hóa bất đối xứng này để mã hóa chính cái key dùng trong phương pháp mã hóa đối xứng (hoặc là tạo ra key đó bằng cách tổng hợp public và private key của cả bên gửi và nhận).
Trong môi trường mạng Internet hiện nay có tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ và rủi ro. Vì vậy việc mã hóa thông tin là cần thiết để bảo vệ tốt thông tin người dùng. Các ứng dụng hầu như đã hỗ trợ đầy đủ các cách mã hóa thông tin. Tuy nhiên, không ít người dùng vẫn sử dụng các giao thức thông thường không được mã hóa nên rất dễ bị rò rỉ thông tin. Hi vọng qua bài viết này, bạn sẽ hiểu hơn tại sao phải mã hóa thông tin. Chúc bạn bảo vệ tốt những thông tin, dữ liệu của mình.
