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 áp dụng phổ biến. Vậy mã hóa là gì? Hiện nay có các loại mã hóa thông dụng nào? Cùng MONA Host tìm hiểu thông bài viết này nhé.
Mã hóa là gì?
Mã hóa (encryption) là quá trình đảo mã hoặc mã hóa dữ liệu để chỉ những người có công cụ giải mã thích hợp mới có thể đọc được dạng ban đầu. Đây là một tính năng quan trọng để đảm bảo sự an toàn và tin cậy của Internet. Mã hóa giúp cung cấp bảo mật dữ liệu cho các thông tin nhạy cảm.
Mã hóa được sử dụng phổ biến để bảo vệ dữ liệu được lưu trữ trên hệ thống máy tính và dữ liệu được truyền qua mạng máy tính, bao gồm cả Internet. Các giao dịch tài chính và liên lạc nhắn tin riêng tư thường sử dụng mã hóa để tăng cường tính bảo mật.
Quá trình hoạt động của mã hóa là gì?
Mã hóa là một quá trình toán học sử dụng thuật toán mã hóa và khóa để biến đổi dữ liệu, chẳng hạn chuyển tin nhắn văn bản hoặc email thành một định dạng không thể đọc được gọi là bản mã hóa (ciphertext). Quá trình mã hóa này sẽ bảo mật nội dung của dữ liệu kỹ thuật số được lưu trữ trên hệ thống máy tính hoặc được truyền qua mạng như internet.
Khi người nhận dự định truy cập tin nhắn, thông tin được dịch ngược lại thành dạng ban đầu. Quá trình này được gọi là giải mã (decryption). Để giải mã tin nhắn, cả người gửi và người nhận đều phải sử dụng một khóa mã hóa bí mật, đây là một tập hợp các thuật toán làm đảo trộn dữ liệu và sau đó có thể đảo ngược lại để chuyển dữ liệu về định dạng có thể đọc được.
Mã hóa dữ liệu quan trọng như thế nào?
Mã hóa có vai trò quan trọng hơn bạn nghĩ và hiện diện xung quanh chúng ta hằng ngày. Nó được sử dụng để:
- Bảo mật thiết bị: Mã hóa giúp đảm bảo an toàn cho các thiết bị như điện thoại thông minh và máy tính cá nhân, ngăn chặn truy cập trái phép vào dữ liệu cá nhân.
- Bảo vệ giao dịch tài chính: Các giao dịch nhạy cảm như thanh toán ngân hàng, mua hàng trực tuyến đều được mã hóa để đảm bảo an toàn thông tin tài chính.
- Giữ riêng tư tin nhắn: Mã hóa giúp cho các cuộc trao đổi qua email, tin nhắn văn bản diễn ra riêng tư, tránh bị bên thứ ba can thiệp.
Chắc hẳn bạn đã từng thấy địa chỉ của một trang web bắt đầu bằng “https://” (chữ “s” có nghĩa là “bảo mật”). Điều này cho biết trang web đó đang sử dụng mã hóa để truyền tải dữ liệu. Mạng riêng ảo (VPN) cũng tận dụng mã hóa để bảo mật dữ liệu truyền ra và vào thiết bị, ngăn chặn những bên theo dõi trái phép.
Mã hóa đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo vệ quyền riêng tư của người dùng, giữ cho dữ liệu an toàn trước các cuộc tấn công mạng và các mối đe dọa an ninh mạng khác. Trong một số ngành nghề như y tế, giáo dục, tài chính ngân hàng và bán lẻ, mã hóa thậm chí là bắt buộc theo quy định.
Các loại mã hóa encryption phổ biến
Có nhiều loại mã hóa khác nhau, mỗi loại đều có ưu điểm và trường hợp sử dụng riêng. Cùng điểm qua những loại mã hóa encryption thông dụng dưới đây nhé.
Symmetric encryption
Đây là phương thức mã hóa đơn giản, chỉ sử dụng một khóa bí mật duy nhất để mã hóa và giải mã thông tin. Ưu điểm của nó là tốc độ xử lý nhanh. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là cả người gửi và người nhận đều cần có cùng một khóa để mã hóa và giải mã dữ liệu. Các thuật toán mã hóa đối xứng phổ biến bao gồm AES-128, AES-192 và AES-256. Do tính đơn giản và tốc độ thực thi nhanh, mã hóa đối xứng được lựa chọn cho việc truyền tải khối lượng lớn dữ liệu.
Asymmetric encryption
Còn được gọi là mật mã khóa công khai, mã hóa bất đối xứng là phương pháp tương đối mới sử dụng hai khóa khác nhau nhưng có liên quan để mã hóa và giải mã dữ liệu. Một khóa là bí mật (khóa riêng tư) và một khóa là công khai (khóa công cộng). Khóa công khai được sử dụng để mã hóa dữ liệu, còn khóa riêng tư được dùng để giải mã (và ngược lại). Không cần bảo mật khóa công khai vì nó sẵn có trên internet và có thể được chia sẻ rộng rãi.
Mã hóa bất đối xứng cung cấp lựa chọn an toàn hơn nhiều để đảm bảo tính bảo mật của thông tin truyền qua internet. Các trang web được bảo mật bằng chứng chỉ SSL hoặc Transport Layer Security (TLS). Khi truy vấn đến một máy chủ web, máy chủ sẽ gửi lại một bản sao của chứng chỉ kỹ thuật số và khóa công khai có thể được trích xuất từ chứng chỉ đó, trong khi khóa riêng tư vẫn được giữ bí mật.
Data encryption standard
DES là một phương pháp mã hóa khóa đối xứng đã lỗi thời. DES hoạt động bằng cách sử dụng cùng một khóa để mã hóa và giải mã tin nhắn, vì vậy cả người gửi và người nhận đều phải có quyền truy cập vào cùng một khóa riêng tư. DES đã được thay thế bởi thuật toán AES an toàn hơn. Nó được chính phủ Mỹ phê chuẩn là tiêu chuẩn chính thức vào năm 1977 để mã hóa dữ liệu máy tính của chính phủ. Có thể nói DES là động lực cho ngành công nghiệp mật mã và mã hóa hiện đại.
Triple data encryption standard – 3DES
Triple DES là phương pháp chạy thuật toán DES ba lần, với ba khóa riêng biệt. 3DES chủ yếu được coi là một giải pháp tạm thời, vì thuật toán DES đơn lẻ ngày càng được coi là quá yếu để chống lại các cuộc tấn công brute force và thuật toán AES mạnh hơn vẫn đang được đánh giá.
RSA
RSA là một thuật toán và là nền tảng của một hệ thống mật mã – một bộ các thuật toán mật mã được sử dụng cho các dịch vụ hoặc mục đích bảo mật cụ thể. Điều này cho phép mã hóa khóa công khai và thường được trình duyệt sử dụng để kết nối với các trang web và by virtual private networks (VPNs – Mạng riêng ảo). RSA là bất đối xứng, trong đó hai khóa khác nhau được sử dụng để mã hóa: một khóa công khai và một khóa riêng tư. Nếu giải mã được thực hiện với khóa công khai, thì mã hóa được thực hiện với khóa riêng tư, hoặc ngược lại.
Advanced encryption standard
Được phát triển vào năm 1997 bởi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) để thay thế cho Chuẩn Mã hóa Dữ liệu, Chuẩn Mã hóa Nâng cao là một thuật toán mã hóa được chính phủ Mỹ lựa chọn để bảo vệ thông tin nhạy cảm. AES có ba độ dài khóa khác nhau để mã hóa và giải mã một khối tin nhắn: 128-bit, 192-bit và 256-bit. AES được sử dụng rộng rãi để bảo vệ dữ liệu ở trạng thái tĩnh trong các ứng dụng như cơ sở dữ liệu và ổ cứng.
Cloud encryption
Mã hóa đám mây là một dịch vụ được cung cấp bởi các nhà cung cấp lưu trữ đám mây, trong đó dữ liệu được mã hóa trước bằng thuật toán trước khi được đẩy lên kho lưu trữ đám mây. Khách hàng của nhà cung cấp lưu trữ đám mây cần phải nhận biết và thoải mái với mức độ chi tiết của chính sách và quy trình của nhà cung cấp đối với mã hóa và quản
Thuật toán mã hóa là gì?
Thuật toán mã hóa là gì? Thuật toán mã hóa là phương pháp được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu thành dạng không thể đọc được, còn gọi là bản mã hóa (ciphertext). Thuật toán sẽ sử dụng khóa mã hóa để biến đổi dữ liệu theo một quy tắc nhất định. Mặc dù dữ liệu được mã hóa trông giống như các ký tự ngẫu nhiên, nhưng nó hoàn toàn có thể giải mã trở lại thành văn bản gốc bằng cách sử dụng khóa giải mã. Các thuật toán encryption phổ biến gồm:
- Mã hóa đối xứng
- AES (Advanced Encryption Standard): Được lựa chọn bởi chính phủ Mỹ để bảo vệ thông tin mật.
- 3-DES (Triple Data Encryption Standard ): Là giải pháp thay thế an toàn hơn cho DES.
- SNOW: Thuật toán mã hóa khối được thiết kế để sử dụng trên các nền tảng di động và các thiết bị có tài nguyên hạn chế.
- Mã hóa bất đối xứng
- RSA (Rivest-Shamir-Adleman): Được sử dụng rộng rãi cho các chức năng mã hóa và chữ ký điện tử.
- Elliptic Curve Cryptography (ECC): Thường được sử dụng trên các thiết bị có tài nguyên tính toán hạn chế do tính hiệu quả và nhanh chóng.
Cuộc tấn công Brute Force trong mã hóa là gì?
Tấn công brute force là phương pháp kẻ tấn công không biết khóa giải mã cố gắng tìm ra khóa bằng cách thử hàng triệu hoặc hàng tỷ lần đoán. Với máy tính hiện đại, các cuộc tấn công brute force diễn ra nhanh hơn nhiều, đó là lý do tại sao mã hóa cần phải cực kỳ mạnh và phức tạp. Hầu hết các phương pháp mã hóa hiện đại kết hợp với mật khẩu chất lượng cao đều có khả năng chống lại các cuộc tấn công brute force, mặc dù chúng có thể trở nên dễ bị tấn công trong tương lai khi máy tính ngày càng mạnh mẽ hơn. Tuy nhiên, các mật khẩu yếu vẫn dễ bị tổn thương trước các cuộc tấn công brute force.
Lợi ích của mã hóa là gì?
Mã hóa mang lại nhiều lợi ích cho cả cá nhân và tổ chức, như
- Bảo mật dữ liệu: Mã hóa giúp bảo vệ dữ liệu nhạy cảm khỏi bị đánh cắp, đọc hoặc sửa đổi bởi những kẻ không được phép truy cập. Nó đảm bảo rằng chỉ những người có khóa giải mã hợp lệ mới có thể truy cập dữ liệu, khiến kẻ gian gần như không thể đánh cắp hoặc sử dụng sai mục đích.
- Tuân thủ quy định: Mã hóa có thể giúp các tổ chức đáp ứng các yêu cầu pháp lý và quy định về bảo vệ dữ liệu. Nhiều ngành nghề, chẳng hạn như y tế và tài chính, phải tuân theo các quy định nghiêm ngặt về cách sử dụng và lưu trữ dữ liệu của khách hàng. Mã hóa giúp các tổ chức đáp ứng các tiêu chuẩn đó và đảm bảo tuân thủ.
- Nâng cao tính bảo mật: Mã hóa cung cấp một lớp bảo mật bổ sung để chống lại các vi phạm dữ liệu, tấn công mạng và các mối đe dọa khác. Nó khiến kẻ gian khó can thiệp vào dữ liệu hơn. Đồng thời, mã hóa giúp bảo vệ danh tiếng của tổ chức bằng cách đảm bảo dữ liệu nhạy cảm được lưu trữ ở định dạng được mã hóa, không thể đọc được nếu không có khóa giải mã hợp lệ.
- Duy trì tính toàn vẹn dữ liệu: Mã hóa có thể giúp duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu bằng cách xác minh rằng dữ liệu không bị can thiệp hoặc thay đổi. Mã hóa có thể được sử dụng để xác minh tính toàn vẹn của các bản sao lưu và duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu đang truyền, ngăn chặn tin tặc đánh chặn liên lạc và can thiệp vào dữ liệu.
- Tăng cường niềm tin của khách hàng: Công khai việc sử dụng các công nghệ mã hóa có thể nâng cao niềm tin và sự tín nhiệm của khách hàng đối với tổ chức. Khách hàng có nhiều khả năng gắn bó với công ty và giới thiệu cho người khác, biến mã hóa thành một lời khẳng định về uy tín và trách nhiệm.
Những bất lợi của mã hóa
Ngay cả khi dữ liệu hoặc thiết bị đã được mã hóa, nhưng hacker vẫn có thể tấn công được bởi vì người dùng đặt mật khẩu đơn giản, dễ đoán chính là nguyên nhân khiến dữ liệu hay thiết bị bị tấn công, vì một số phần mềm tinh vi có thể giải mã mật khẩu nhanh chóng.
Các cuộc tấn công brute force ngày càng trở nên phức tạp hơn, kẻ tấn công thử hàng nghìn hoặc thậm chí hàng triệu cách để lần đoán, tìm ra khóa giải mã. Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp mã hóa hiện đại kết hợp với xác thực đa yếu tố (MFA) đang giúp các tổ chức tăng khả năng chống lại các cuộc tấn công brute force.
Câu hỏi thường gặp về mã hóa là gì?
Loại mã hóa nào an toàn nhất?
Chuẩn Mã Hóa Nâng Cao (AES) sử dụng khóa rất dài, khiến kẻ tấn công khó bẻ khóa hơn. Ngay cả ở dạng 128-bit hiệu quả nhất, AES chưa bao giờ bị bẻ khóa, đó là lý do tại sao loại thuật toán mã hóa này là tiêu chuẩn cho các ứng dụng của chính phủ và quân đội.
Kẻ tấn công có thể nhìn thấy dữ liệu được mã hóa không?
Kẻ tấn công có thể nhìn thấy dữ liệu được mã hóa, nhưng chúng không thể hiểu được nội dung. Dữ liệu được mã hóa bị đảo lộn và không thể đọc được cho đến khi người dùng áp dụng khóa mã hóa hoặc mật khẩu để giải mã. Nếu kẻ gian có được khóa mã hóa hoặc có thể bẻ khóa thuật toán, thì chúng sẽ có thể giải mã và truy cập dữ liệu.
Làm thế nào để giữ an toàn cho mã hóa?
Một số cách tốt nhất để giữ an toàn cho dữ liệu được mã hóa của bạn bao gồm: sử dụng các ứng dụng nhắn tin được mã hóa end-to-end, bật mã hóa trên tất cả các thiết bị của bạn, sử dụng mật khẩu mạnh và xác thực hai yếu tố, đồng thời cập nhật thiết bị và ứng dụng của bạn thường xuyên.
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 hoạt động trên môi trường internet. Hy vọng qua những nội dung chia sẻ ở trên, bạn sẽ hiểu hơn về mã hóa là gì và tầm quan trọng của mã hóa. Nếu bạn có câu hỏi cần giải đáp, hãy liên hệ với MONA Host để được hỗ trợ nhé.
Mình là Võ Nguyên Thoại, hiện tại đang là Co-founder và CTO của MONA Host - công ty chuyên cung cấp các dịch vụ cloud hosting, vps và hạ tầng thuộc phân khúc cao cấp tại thị trường Việt Nam, đồng thời cũng là Group CTO của The MONA, công ty chủ quản của MONA Media, MONA Software và MONA Host, với hệ sinh thái đầy đủ và hoàn chỉnh để phát triển doanh nghiệp trên môi trường internet.
Với kinh nghiệm làm việc chuyên sâu hơn 15 năm trong lĩnh vực CNTT, trải dài từ mảng hạ tầng, hệ thống, phát triển phần mềm và devops, Thoại mong muốn đóng góp các kinh nghiệm và kiến thức của mình tại Mona để xây dựng một hạ tầng CNTT với các trải nghiệm mới, cao cấp hơn, mượt mà hơn, tin cậy hơn và xoá bỏ khoảng cách giữa các doanh nghiệp và công cuộc chuyển đổi số với đội ngũ chuyên viên kỹ thuật cao luôn hỗ trợ khách hàng 24/7.
Hy vọng với những kiến thức, hiểu biết Thoại chia sẻ sẽ hữu ích đến các bạn độc giả quan tâm!
