Encipherment (Mã hóa) là gì?
Encipherment (hay Encryption/Mã hóa) là quá trình áp dụng thuật toán mật mã học để chuyển đổi dữ liệu dạng rõ (plaintext) thành dữ liệu dạng mật (ciphertext), làm cho nó không thể đọc hiểu nếu không có khóa giải mã.
Encipherment vs Encryption vs Decipherment
- Encipherment/Encryption: Mã hóa (Plaintext → Ciphertext)
- Decipherment/Decryption: Giải mã (Ciphertext → Plaintext) - quá trình ngược lại
- Thực tế: Encipherment = Encryption (đồng nghĩa trong mật mã học hiện đại)
Cryptosystem (Hệ mật mã)
Cryptosystem là cấu trúc bao gồm: thuật toán mã hóa, thuật toán giải mã, thuật toán sinh khóa, không gian khóa, không gian bản rõ, không gian bản mã. Đảm bảo: Confidentiality, Integrity, Authentication, Non-repudiation.
Phân loại Cryptosystem
| Loại | Đặc điểm | Ví dụ | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Symmetric (Đối xứng) | 1 khóa dùng cho cả mã hóa/giải mã. Nhanh, hiệu quả | AES, ChaCha20, DES (cũ), 3DES (cũ) | Mã hóa dữ liệu lớn, TLS bulk encryption, Disk encryption |
| Asymmetric (Bất đối xứng) | Cặp khóa: Public key (mã hóa) & Private key (giải mã). Chậm hơn | RSA, ECC, ECDSA, Ed25519, DSA | Key exchange, Digital signature, PKI, TLS handshake |
| Hybrid (Lai) | Kết hợp: Asymmetric trao đổi khóa, Symmetric mã hóa dữ liệu | TLS 1.2/1.3, PGP, S/MIME, Signal Protocol | Hầu hết giao thức bảo mật hiện đại |
Các thuật toán mã hóa mạnh hiện nay
- AES-256-GCM (Authenticated Encryption) - Tiêu chuẩn vàng
- ChaCha20-Poly1305 - Nhanh trên CPU không có AES-NI
- RSA-3072+ / ECDSA P-256 / Ed25519 - Chữ ký/kết nối khóa
- TLS 1.3 - Giao thức truyền an toàn bắt buộc PFS (Perfect Forward Secrecy)
Các cơ chế bảo mật liên quan (Security Mechanisms)
- Notarization (Công chứng số): TTP (Trusted Third Party) chứng minh sự tồn tại/ngày giờ/gửi nhận (Timestamping, Non-repudiation)
- Trusted Functionality: Đảm bảo các cơ chế bảo mật khác hoạt động đúng (Trusted Path, Trusted Recovery)
- Pervasive Mechanisms: Áp dụng xuyên suốt các lớp OSI (Security Labels, Event Detection, Audit Trail)
Mã hóa có đảm bảo an toàn tuyệt đối không?
Không. Mã hóa chỉ bảo vệ Confidentiality. Cần kết hợp: Key management, Authentication, Integrity (MAC/AEAD), Access control, Secure implementation (side-channel resistance), Key rotation, Quantum-resistant algorithms (PQC).
Ứng dụng thực tế
- TLS/HTTPS (Web, API)
- VPN (IPsec, WireGuard, OpenVPN)
- Disk encryption (BitLocker, FileVault, LUKS)
- Email (S/MIME, PGP, GPG)
- Messaging (Signal, WhatsApp - E2EE)
- Blockchain/Crypto (ECDSA, Ed25519)