Nhắc đến mã hóa (encryption), hầu hết nghĩ đây chỉ là công nghệ thập niên qua. Thực tế, nó có rễ sâu trong lịch sử. Ví dụ nổi tiếng: Thế chiến II, Đức dùng máy Enigma mã hóa tin nhắn trước khi truyền cho hải quân.
Phương pháp mã hóa truyền thống dễ giải mã bằng kỹ thuật đảo ngược (reverse engineering). Nhưng kỹ thuật mã hóa hiện đại phức tạp hơn rất nhiều, đòi hỏi sức mạnh tính toán khổng lồ để phá vỡ.
Mã hóa chủ yếu dùng để làm cho thông tin trở nên không thể đọc được đối với bất kỳ ai cố gắng chặn tin nhắn giữa người gửi và người nhận.
Nếu bên thứ ba muốn đọc dữ liệu, nó sẽ ở dạng xáo trộn/mã hóa → không đọc được. Sau khi giải mã (decrypt), nó khôi phục dạng gốc.
Hàng ngày bạn gặp nhiều nền tảng siêu kết nối (hyper-networking) như WhatsApp, Cổng Ngân Hàng Trực Tuyến dùng mã hóa để truyền dữ liệu an toàn giữa các nút (node). Dù từ quen thuộc, nhưng vẫn có hệ thuật ngữ khổng lồ về tiêu chuẩn mã hóa bạn nên biết.
Không mất thời gian, hãy đi sâu vào chủ đề!
Đọc thêm: Cách Giữ An Toàn Dữ Liệu WhatsApp Với Google Drive Và Mã Hóa?
Các Thuật Ngữ Mã Hóa Mọi Người Dùng Máy Tính Phải Biết
Plaintext (Văn Bản Thô / Cleartext)
Plaintext hay cleartext là thuật ngữ cơ bản nhất: chưa mã hóa, ai cũng đọc được. Dữ liệu chờ đầu vào cho thuật toán mã hóa được gọi là 'plaintext'.
Ciphertext (Văn Bản Mã Hóa)
Là dữ liệu đã mã hóa, không đọc được (illegible) – kết quả của thuật toán mã hóa. Tập hợp số ngẫu nhiên và ký tự, vô nghĩa. Ciphertext đôi khi gọi là Cipher, nhưng Cipher chính xác hơn là thuật toán chuyển plaintext thành ciphertext.
Keys (Khóa)
Khóa mật mã (Cryptographic keys) là phương tiện mã hóa/giải mã dữ liệu. Cần thiết cho thuật toán mật mã học hiểu cách chuyển plaintext thành ciphertext. Khóa loại bỏ nhu cầu nhớ toàn bộ thuật toán mã hóa, là phương tiện an ninh tối thượng. Khác biệt: Khóa = thuật toán tạo ra, Mật khẩu = người dùng tạo ra.
Hashing (Hàm Băm)
Web chuyển mật khẩu plaintext thành hash bằng thuật toán mã hóa → quá trình gọi là Hashing. Người gửi gửi tin nhắn đã mã hóa KÈM theo hash. Người nhận giải mã hash VÀ tin nhắn. Người nhận tự tạo hash và so sánh với hash nhận được. Nếu khớp → truyền输 an toàn.
Hashing nhanh hơn vì sắp xếp giá trị khóa rút gọn hiệu quả hơn dùng giá trị gốc.
Đọc thêm: Cách Bảo Mật Dữ Liệu Mac Với FileVault Encryption
Salting (Muối / Thêm Ngẫu Nhiên)
Phương pháp an ninh truyền thống cần bước thêm để tăng cường. Salting thêm 'muối' (salt) – dữ liệu ngẫu nhiên – vào mật khẩu đã băm. Quá trình gọi là "Salting the passwords".
Có thể 2 người dùng cùng mật khẩu → sau hashing ra cùng hash → nếu hacker lấy được hash, cả 2 tài khoản đều dễ bị tấn công. Salting thêm salt riêng cho mỗi người → tăng cường an ninh.
Ví dụ: Mật khẩu: admin@wsxdn.com
Sau hashing: f52fbd32b2b3b86ff88ef6c490628285f482af15ddcb29541f94bcf526a3f6c7
Thêm salt:
- Ví dụ 1:
admin@wsxdn.com + tuna→ hash:3436d420e833d662c480ff64fce63c7d27ddabfb1b6a423f2ea45caa169fb157 - Ví dụ 2:
admin@wsxdn.com + Raisins→ hash:728963c70b8a570e2501fa618c975509215bd0ff5cddaf405abf06234b20602c
So sánh hash Không salting vs Có salting:
Không salting: f52fbd32b2b3b86ff88ef6c490628285f482af15ddcb29541f94bcf526a3f6c7
Có salting #1: 3436d420e833d662c480ff64fce63c7d27ddabfb1b6a423f2ea45caa169fb157
Có salting #2: 728963c70b8a570e2501fa618c975509215bd0ff5cddaf405abf06234b20602c
Thuật Toán Đối Xứng Và Bất Đối Xứng (Symmetric and Asymmetric Algorithms)
Thuật toán mã hóa hiện đại hoạt động 2 chế độ:
- Đối xứng (Symmetric): Dùng CÙNG MỘT KHÓA cho cả mã hóa và giải mã. Khóa được thống nhất bởi hai bên qua sự hiểu biết lẫn nhau.
- Bất đối xứng (Asymmetric): Dùng HAI KHÓA KHÁC NHAU: khóa công khai (public key) và khóa riêng (private key). Đảm bảo mã hóa an toàn KHÔNG CẦN sự thống nhất trước.
Khóa Công Khai Và Khóa Riêng (Public and Private Keys)
Khóa công khai (Public key): Phân phát cho mọi người trong mạng. Khóa riêng (Private key): Chỉ giới hạn cho một người dùng. Khóa công khai dùng để mã hóa tin nhắn, người nhận cần khóa riêng của người gửi để giải mã và đọc toàn bộ nội dung.
Chữ Ký Số (Digital Signature)
Khi ai đó ký tài liệu, tin nhắn gắn liền với người ký. Tương tự, chữ ký số gắn liền người ký với dữ liệu số. Dùng để xác định người ký riêng lẻ bởi người nhận hoặc bên thứ ba. Ký hash hiệu quả hơn ký toàn bộ dữ liệu cho rendering nhanh hơn.
Đọc thêm: Cách Bảo Mật Dữ Liệu Mac Với FileVault Encryption
Dị Chuyện Mã Hóa - Giải Mã (Encryption-Decryption Anomaly) Là Gì?
Trong mã hóa: plaintext + khóa mã hóa → đầu vào thuật toán → chuyển plaintext thành dạng xáo trộn/không đọc được. Tin nhắn mã hóa gửi cho người nhận → người nhận đọc được nhờ khóa.
Quá trình ngược là Giải mã (Decryption): tin nhắn mã hóa (ciphertext) nhận từ người gửi + khóa giải mã → đầu vào thuật toán giải mã → chuyển ciphertext về plaintext (đọc được).
Các khóa mã hóa/giải mã được tạo bởi tính toán toán học sinh số ngẫu nhiên. Khóa chỉ có hiệu lực trong thời gian hạn chế hoặc một phiên (session), sau đó hết hạn.
Kết Luận:
Không có mã hóa, rất khó thực hiện hầu hết nhiệm vụ quan trọng trên Internet, đặc biệt giao dịch trực tuyến. Chúng ta nhận ra cơ sở toán học đằng sau mã hóa phức tạp cho người thường, vì đa số không rành thuật ngữ liên quan. Hy vọng bài viết giúp bạn nắm vững các thuật ngữ mã hóa cơ bản & ý nghĩa.