Mã hoá là gì? Mã hóa vận hành như thế nào

Công nghệ thông tin và mạng kết nối phát triển giúp việc trao đổi thông tin, chia sẻ dữ liệu được thực hiện với tốc độ nhanh, thao tác dễ dàng và đến được nhiều người trong thời gian thực. Tuy nhiên, hiện thực này cũng tạo cơ hội để những rủi ro về đánh cắp dữ liệu diễn ra dễ dàng. Để giảm nguy cơ bị tấn công bởi tin tặc, mã hóa đã được thực hiện. Vậy mã hóa là gì? Hiện nay có các loại mã hóa thông dụng nào? Bài viết dưới đây của MONA Host giúp bạn trả lời những câu hỏi liên quan đến mã hóa.

Mã hóa là gì?

Mã hóa (Encryption) là cách xáo trộn dữ liệu để chỉ người gửi và người nhận có thể hiểu được. Khi xét theo khía cạnh kỹ thuật, đó là quá trình chuyển đổi văn bản gốc sang bản mã.

Một cách đơn giản hơn, mã hóa sử dụng dữ liệu có thể đọc được và chuyển đổi thành dữ liệu không giống với ban đầu. Mã hóa sử dụng một tập hợp các giá trị toán học mà cả người gửi và người nhận điều biết. Tập hợp giá trị này được gọi là khóa mã hóa.

-> Xem thêm: Cyber Security là gì? Các giải pháp Cyber Security phổ biến

Tại sao cần mã hóa dữ liệu?

Lý do bạn cần mã hóa là gì? Sự phát triển mạnh mẽ của mạng kết nối giúp con người liên lạc được với nhau dễ dàng hơn. Đồng thời, dữ liệu, đặc biệt là thông tin cá nhân được lưu trữ trên internet với dung lượng lớn. Điều này tiềm ẩn nhiều nguy cơ đánh cắp hoặc hủy bỏ dữ liệu. Chính vì vậy, mã hóa ra đời để hạn chế tối đa những rủi ro này xảy đến.

Tính riêng tư của mã hóa dữ liệu

Mã hóa đảm bảo những người không có quyền thì sẽ không thể truy cập hay đọc thông tin, dữ liệu khi lưu trữ. Chỉ những người nhận dự định, được cấp quyền và chủ sở hữu mới có thể truy cập được những nội dung riêng tư này.

Tính bảo mật

Mã hóa giúp ngăn chặn được tội phạm mạng, mạng quảng cáo và cả nhà cung cấp internet đọc, đánh cắp dữ liệu hay triển khai các hành vi vi phạm khác. Đồng thời, mã hóa còn giúp người gửi và người nhận giao tiếp với nhau mà không lo thông tin bị rò rỉ ra ngoài.

Tính toàn vẹn dữ liệu

Dữ liệu được gửi từ người gửi đến với người nhận sẽ phải trải qua một quá trình với những điểm dừng khác nhau. Khi dữ liệu truyền qua internet và được mã hóa cùng với những biện pháp bảo vệ khác sẽ đảm bảo dữ liệu đến nơi người nhận một cách toàn vẹn, không bị thay đổi nội dung và cả hình thức.

Các quy định trong mã hóa

Khi mã hóa cần tuận theo các quy định gì? Đối với một số doanh nghiệp, ngành nghề hãy cả bộ phận thuộc chính phủ, việc mã hóa dữ liệu trước khi thực hiện gửi đi được đưa vào quy định. Ví dụ về các quy định yêu cầu mã hóa gồm HIPAA, PCI-DSS và GDPR.

-> Xem thêm: Protocol là gì? Tổng hợp thông tin cần biết về Protocol

Thuật toán mã hóa

Thuật toán mã hóa là gì? Đây là cách mà dữ liệu được chuyển đổi thành bản mã, biến đổi thông tin từ dạng rõ sang dạng mờ để ngăn chặn việc đọc trộm thông tin. Thông thường, thuật toán sử dụng một hoặc nhiều key để thực hiện mã hóa và giải mã.

Bạn có thể coi key này như mật khẩu để đọc được nội dung mã hóa. Người gửi dùng key để chuyển thông tin sang dạng mờ. Người nhận dùng key giải mã để chuyển thông tin sang trạng thái rõ. Trong đó, chỉ những người có key mới có thể đọc được nội dung.

Tuy nhiên, hacker chuyên nghiệp đôi khi không cần key giải mã mà vẫn có thể đọc thông tin nhờ phá vỡ thuật toán. Và hầu như bất kỳ thuật toán mã hóa nào cũng có cách để phá vỡ. Chính vì vậy, thực hiện mã hóa sẽ mang tính ngăn chặn tương đối chứ không tuyệt đối hay an toàn mãi mãi.

Các loại mã hóa thông dụng

Các loại hay cách thức mã hóa là yếu tố nền tảng để triển khai các thuật toán mã hóa. Vậy hiện nay các đơn vị thường sử dụng các loại mã hóa là gì? Dưới đây là top 4 cách thức được sử dụng phổ biến nhất.

Mã hóa cổ điển

Mã hóa cổ điển là loại thông dụng và được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. So với những cách thức khác, phương pháp cổ điển được phát minh sớm nhất và cách thức thực hiện đơn giản.

Một ưu điểm khác của loại mã hóa này là không cần dùng khóa bảo mật. Chính vì vậy, chỉ cần người gửi và người nhận cùng biết về thuật toán mã hóa là có thể sử dụng và biến đổi tài liệu về dạng ban đầu.

Mã hóa một chiều

Mã hóa một chiều được sử dụng để mã hóa những nội dung không cần dịch lại nguyên bản gốc tạo thành chuỗi dữ liệu. Chuỗi này được lưu vào cơ sở dữ liệu chứ không dùng mật khẩu thô nên tính bảo mật cao. Nếu tin tặc muốn trộm dữ liệu đã được mã hóa thì cũng không thể biến đổi thành văn bản khi không có mật khẩu.

Khi thực hiện đăng nhập dữ liệu mã hóa, mật khẩu được chuyển thành ký tự. Tiếp đó, hệ thống thực hiện so sánh ký tự này với mật khẩu trong cơ sở dữ liệu. Nếu trùng khớp thì bạn được đăng nhập tiếp. Ngược lại, nếu bị lệch thì bạn sẽ bị chặn đăng nhập.

Mã hóa đối xứng

Mã hóa đối xứng là một sơ đồ mã hóa đặc biệt và có một khóa giống nhau vừa dùng để mã hóa, vừa dùng để giải mã tập tin. Trước đây, mục đích phổ biến của loại này là tạo cách thức liên lạc bí mật giữa chính phủ và quân đội. Hiện nay, nhiều hệ thống máy tính sử dụng loại này để tăng cường bảo mật dữ liệu.

Mã hóa bất đối xứng

Mã hóa bất đối xứng là kỹ thuật mã hóa sử dụng cặp khóa gồm khóa chung và khóa riêng để thực hiện các công việc tương ứng là mã hóa và giải mã. Bất kỳ thứ gì được mã hóa bởi khóa chung cùng thuật toán đều được giải mã bằng khóa riêng tương ứng.

Một số loại mã hóa khác

Bên cạnh 4 loại mã hóa phổ biến ở trên, các đơn vị còn có thể sử dụng các mã hóa khác như:

• Mã hóa dữ liệu lưu trữ đám mây: dữ liệu được chuyển đổi thông qua thuật toán sau đó được đưa vào lưu trữ đám mây.
• Mã hóa có thể phủ nhận CODE (mã hóa toàn bộ đĩa): sử dụng nhiều phương tiện mã hóa khả thi để đánh lừa nếu dữ liệu có khả năng hoặc bị chặn trong quá trình truyền.
• BYOE (Bring Your Own Encryption): là mô hình bảo mật điện toán đám mây cho phép bạn xem phiên bản ảo của phần mềm mã hóa và ứng dụng được lưu trữ trên đám mây.
• EaaS (Encryption as a Service): là dịch vụ đăng ký cho khách hàng dùng dịch vụ đám mây không thể quản lý hoạt động mã hóa của riêng họ.
• E2EE (End to End Encryption): bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền. Các dữ liệu được mã hóa bằng phần mềm máy khách hàng, chuyển đến máy khách và sau đó được người nhận giải mã.
• Mã hóa cấp trường: dữ liệu trong các trường website cụ thể đều được tự động mã hóa.
• Mã hóa cấp độ cột: tất cả dữ liệu các ô trong cùng một cột sử dụng mật khẩu để mở tính năng đọc, ghi.
• Mã hóa cấp độ đường liên kết: thực hiện mã hóa khi dữ liệu rời máy chủ, giải mã ở liên kết tiếp theo và được mã hóa khi gửi lại.
• Mã hóa cấp độ mạng được triển khai thông qua giao thức Bảo mật Internet IPSec để tạo ra khung liên lạc riêng qua mạng IP.
• Mã hóa đồng hình: việc chuyển đổi dữ liệu thành văn bản vẫn cho phép con người sử dụng như khi chưa được mã hóa. Loại mã hóa này phù hợp với thao tác toán học không yêu cầu giải mã hóa.
• HTTPS: cho phép mã hóa website bằng cách chạy HTTP qua giao thức TLS. Các áy chủ web mã hóa nội dung trước khi gửi đi bằng mật khẩu chung.
  Mật mã lượng tử phụ thuộc vào cơ học lượng tử để có thể bảo vệ dữ liệu.

-> Xem thêm: Firewall là gì? Kiến thức cần biết về bảo mật tường lửa

Cuộc tấn công Brute Force trong mã hóa

Cuộc tấn công Brute Force trong mã hóa là gì? Có thể hiểu như thế nào? Đây là việc kẻ thứ ba đang cố gắng đưa ra hàng nghìn, hàng triệu lần đoán để xác định khóa. Các cuộc tấn công này nhanh hơn nhiều so với máy tính hiện đại. Chính vì vậy, hoạt động mã hóa phải được thực hiện cực mạnh mẽ và có độ phức tạp cao.

Tất cả các phương thức mã hóa hiện đại và mật khẩu chất lượng cao giúp bạn chống lại các cuộc tấn công Brute Force quy mô lớn. Trên thực tế hiện nay, máy tính càng được nâng cấp bảo mật mạnh mẽ hay các phương thức bảo mật mới được tạo thành thì các cuộc tấn công diễn ra càng nhiều. Do vậy, mật khẩu yếu sẽ khiến dữ liệu dễ dàng bị tấn công bằng Brute Force.

Lợi ích của mã hóa

Mã hóa là một trong những phương pháp được thực hiện khi triển khai chiến lược an ninh mạng. Vậy lợi ích của mã hóa dữ liệu là gì? Lợi ích của hoạt động này giúp bạn đảm bảo an toàn cho nhiều đối tượng, đặc biệt là email, dữ liệu lớn và trong khi thanh toán.

Mã hóa email

Email là kênh thông tin liên lạc nội bộ và bên ngoài không thể thiếu của các doanh nghiệp. Chính vì vậy, tấn công vào đối tượng này được nhiều hacker triển khai. Bạn có thể triển khai những phần mềm mã hóa cho các hệ điều hành và ứng dụng, công cụ gửi email. Tuy nhiên, bạn phải đảm bảo những phần mềm này không ảnh hưởng đến việc gửi đi email của bạn.

Tệp dữ liệu lớn (Bigdata)

Mã hóa thực hiện bảo vệ dữ liệu liên tục để đảm bảo tuân thủ quyền riêng tư, đẩy nhanh hoạt động trên nhiều đám mây bằng cách sử dụng dữ liệu làm điểm bảo vệ trung tâm. Bất cứ khi nào dữ liệu đi qua môi trường đa đám mây thì đều được áp dụng biện pháp an toàn bằng những công nghệ này.

Bảo mật thanh toán

Đối với người kinh doanh, việc xử lý thanh toán phải đối mặt với thách thức lớn trong bảo mật những dữ liệu nhạy cảm, có giá trị cao như thông tin người dùng, thông tin thẻ thanh toán để phù hợp với bộ tiêu chuẩn PCI DSS. Phần mềm mã hóa lúc này có vài trò lớn trong bảo vệ giao dịch thương mại điện tử tại các web, ứng dụng hay POS thanh toán.

Những bất lợi của mã hóa

Bên cạnh nhiều lợi ích ở trên, giải pháp này cũng có một số điểm bất lợi. Vậy những bất lợi trong mã hóa là gì?

• Thứ nhất, việc mã hóa gây khó khăn trong việc quản lý khóa vì khóa cần được lưu trữ ở nơi nhất định. Thường kẻ tấn công rất giỏi trong việc tìm ra vị trí của nơi lưu trữ này.
• Thứ hai, mặc dù các cuộc tấn công Brute Force thường không ảnh hưởng đến bit cao nhưng vẫn tạo ra những lỗ hổng. Kẻ tấn công cũng sẽ bỏ ra nhiều nỗ lực hơn để giành được quyền truy cập trái phép vào khóa thông qua phương pháp tấn công phi kỹ thuật. Điều này có nghĩa cuộc tấn công không hướng trực tiếp vào hệ thống mà là người duy trì, tương tác hay làm việc với hệ thống đó.

Mã hóa mang đến cho cá nhân và doanh nghiệp giải pháp để bảo vệ thông tin một cách an toàn, hiệu quả, hạn chế tối đa những rủi ro khi làm việc trên môi trường internet. Hy vọng qua những nội dung chia sẻ ở trên, bạn sẽ hiểu hơn về mã hóa là gì và những thông tin có liên quan. Nếu bạn có câu hỏi cần giải đáp, hãy liên hệ với Monahost để được hỗ trợ.