Mã hóa là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Nhiều giao thức truyền thông sử dụng mã hóa để đảm bảo kết nối của bạn được an toàn. Hiểu được mã hóa thực sự có tác dụng gì và tại sao nó lại quan trọng đối với mọi người là một ý kiến ​​hay, để bạn biết nó có thể bảo vệ bạn khỏi điều gì và điều gì không thể.

Mã hóa là một quá trình toán học về việc xáo trộn dữ liệu bằng cách sử dụng mật mã mã hóa và khóa mã hóa. Dữ liệu hoặc bản mã đã được mã hóa chỉ có thể được giải mã trở lại dạng “bản rõ” ban đầu của nó thông qua việc sử dụng khóa giải mã.

Với một thuật toán mã hóa tốt, bản mã sẽ không thể phân biệt được với nhiễu ngẫu nhiên hoặc các giá trị vô nghĩa. Điều này khiến chúng ta không thể biết được dữ liệu có phải là bản mã hay chỉ là tiếng ồn của nó. Thiết kế này làm cho việc phân tích bản mã khó hơn đáng kể trong nỗ lực giải mã nó mà không cần đến khóa giải mã thông qua một quá trình gọi là phân tích mật mã.

Mẹo: Nhiễu là tĩnh nền ngẫu nhiên, giống như tuyết hoặc tĩnh được thấy trên một số TV cũ khi chúng không có tín hiệu.

Đối xứng và không đối xứng

Đối với một số lớp thuật toán mã hóa, khóa giải mã sẽ giống với khóa mã hóa, ở một số lớp khác thì hai khóa khác nhau. Khi khóa giải mã giống với khóa mã hóa, nó được gọi là mã hóa đối xứng. Trong trường hợp này, khóa mã hóa có thể được coi là mật khẩu và bất kỳ ai có mật khẩu đều có thể mã hóa hoặc giải mã dữ liệu. AES là một ví dụ điển hình về thuật toán mã hóa đối xứng, vì một trong những công dụng của nó là bảo mật thông tin liên lạc HTTPS trên internet.

Mẹo: HTTPS hoặc Giao thức truyền siêu văn bản Bảo mật, là giao thức truyền thông được mã hóa chính được sử dụng trên internet.

Mã hóa không đối xứng sử dụng một khóa mã hóa và giải mã riêng biệt, nó cũng thường được gọi là mật mã khóa công khai. Khóa mã hóa được gọi là khóa công khai, nó được xuất bản cho bất kỳ ai sử dụng để mã hóa dữ liệu. Mặc dù vậy, khóa giải mã được gọi là khóa riêng tư và như tên gọi, nó được giữ kín.

Hình thức mã hóa này có thể được sử dụng để đảm bảo rằng chỉ người nhận dự kiến ​​mới có thể giải mã và đọc thông điệp được mã hóa. Một ví dụ phổ biến của thuật toán mã hóa khóa công khai là RSA. RSA cũng thường được sử dụng trong các kết nối HTTPS nhưng chỉ để hai máy tính có thể đồng ý một cách an toàn khóa mã hóa đối xứng để sử dụng.

Mẹo: Các thuật toán mã hóa không đối xứng sử dụng chậm hơn các thuật toán đối xứng cung cấp các mức độ bảo mật tương tự. Do đó, mã hóa không đối xứng chỉ được sử dụng để đồng ý một khóa mã hóa đối xứng trong các giao thức yêu cầu tốc độ và hiệu quả như HTTPS.

Mẹo: Một điều mà HTTPS không làm là đảm bảo rằng bạn đang kết nối với trang web mà bạn muốn. Những gì nó làm là đảm bảo rằng bạn đang kết nối trang web mà bạn đã nhập vào thanh tìm kiếm. Nếu bạn mắc lỗi chính tả và vô tình duyệt đến exanple.com thay vì example.com, HTTPS sẽ xác nhận rằng bạn được kết nối an toàn với exanple.com. HTTPS chỉ xác minh rằng kết nối của bạn với máy chủ web là an toàn. HTTPS cũng không ngụ ý rằng trang web mà bạn đang kết nối không chứa vi-rút hoặc phần mềm độc hại khác.

Mức độ bảo mật

Tính bảo mật của một thuật toán mã hóa được tính bằng bit. Bits bảo mật đề cập đến kích thước của khóa mã hóa được sử dụng và do đó rất khó đoán. Thật không may, không thể so sánh trực tiếp tính bảo mật của các thuật toán đối xứng và không đối xứng theo cách này.

Các thuật toán mã hóa đối xứng như AES cần sử dụng ít nhất khóa mã hóa 128 bit để được coi là an toàn, mặc dù khuyến nghị sử dụng khóa 256 bit. Các thuật toán không đối xứng cần sử dụng ít nhất một khóa 2048-bit để được coi là an toàn.

Khóa mã hóa 256-bit có 2 ^ 256 kết hợp có thể có, đó là hai nhân với chính nó 256 lần. Viết ra toàn bộ, có:  115.792.089.237.316.195.423.570.985.008.687.907.853.269.984.665.640.564.039.457.584.007.913.129.639.936 sự kết hợp có thể có của khóa mã hóa 256 bit. Con số này lớn đến mức gần bằng số nguyên tử mà các nhà khoa học dự đoán tồn tại trong vũ trụ khả kiến.

Thật khó hiểu để đoán chính xác khóa cần thiết để giải mã dữ liệu được mã hóa bằng khóa 256-bit. Ngay cả khi bạn có quyền truy cập chuyên dụng vào những siêu máy tính nhanh nhất và có tuổi đời hàng thế kỷ, thì về mặt thống kê, bạn vẫn khó đoán chính xác khóa giải mã.

Tại sao nó lại quan trọng?

Khi đăng nhập vào một trang web, bạn gửi tên người dùng và mật khẩu, hoặc chi tiết ngân hàng của bạn. Những chi tiết này là riêng tư và nhạy cảm, nếu ai đó có chúng, họ có thể truy cập vào tài khoản của bạn, mạo danh bạn, ăn cắp tiền của bạn và hơn thế nữa.

Khi sử dụng giao thức HTTP văn bản thuần túy, bất kỳ ai trên mạng giữa bạn và máy chủ web đều có thể chặn và đọc thông tin liên lạc bạn gửi và nhận. Điều này bao gồm mật khẩu của bạn và các chi tiết nhạy cảm khác. Những người dùng khác trên mạng gia đình của bạn, ISP của bạn và những người dùng khác trên bất kỳ điểm truy cập Wi-Fi công cộng nào mà bạn kết nối đều có thể có mặt để thực hiện kiểu tấn công này.

Nếu bạn sử dụng HTTPS bảo vệ thông tin liên lạc đến và đi từ máy chủ web, thông tin chi tiết của bạn sẽ được mã hóa và không ai khác có thể đọc được. Mã hóa này sẽ giữ an toàn cho mật khẩu và các dữ liệu cá nhân khác của bạn khi duyệt internet.

Tuy nhiên, mã hóa không chỉ quan trọng đối với dữ liệu riêng tư hoặc nhạy cảm; nó cũng là một công cụ bảo mật hữu ích. Ví dụ, nó có thể ngăn ISP của bạn theo dõi thói quen duyệt web của bạn.

Việc mã hóa càng nhiều thông tin liên lạc của bạn càng tốt khiến cho việc ẩn dữ liệu nhạy cảm ở đâu mà những kẻ tấn công có thể muốn tìm cách đánh cắp sẽ ít rõ ràng hơn. Vì vậy, thông thường, bạn nên sử dụng mã hóa bất cứ khi nào có thể để bảo mật mọi thứ bạn làm.

Với phần cứng hiện đại và các thuật toán mã hóa, mã hóa chỉ thêm một độ trễ không thể nhận thấy, vì vậy bạn không cần phải lo lắng về việc nó làm chậm kết nối internet của bạn.