Chúng ta thường nhắc đến khái niệm mã hóa, đặc biệt trong lĩnh vực thông tin. Vậy mã hóa là gì? Có những loại mã hóa nào phổ biến? Hãy cùng tham khảo bài viết dưới đây để được giải đáp chi tiết nhé.
Mã hóa là gì?
Trong mật mã học, mã hóa (encoder) là một phương pháp để biến thông tin (văn bản, phim ảnh, hình ảnh…) từ định dạng bình thường sang dạng một thông tin khác mà không thể hiểu được nếu không có phương tiện giải mã tương ứng.
Hiểu đơn giản, mã hóa là cách xáo trộn dữ liệu một cách lộn xộn mà chỉ 2 bên trao đổi thông tin mới có thể hiểu nhằm nâng cao tính bảo mật của thông tin truyền đi.
Xét về mặt kỹ thuật, mã hóa là quá trình chuyển đổi cấu trúc thông tin thuần túy mà con người vẫn có thể đọc được nhưng không hiểu nội dung là gì. Cấu trúc sau khi được mã hóa gọi là bản mã. Khi đó, toàn bộ thông tin ban đầu sẽ chuyển sang một dạng ngôn ngữ khác.
Dữ liệu sau mã hóa chỉ có người sở hữu phương tiện giải hóa mới có thể hiểu được.
Quá trình mã hóa dữ liệu thường đi kèm theo khóa mã hóa. Khóa mã hóa có thể là một tập hợp các giá trị toán học mà người gửi và người nhận dữ liệu đều biết.
Mã hóa an toàn chính thì có độ phức tạp cao và hạn chế khả năng khi bên thứ 3 dù lấy được dữ liệu mã hóa vẫn không thể giải được bằng Brute Force.
Vì sao cần mã hóa dữ liệu?
Mã hóa dữ liệu là việc làm quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống, đặc biệt trong thời đại công nghệ hiện nay.
Đảm bảo tính riêng tư cho người dùng
Việc mã hóa dữ liệu sẽ đảm bảo không ai đọc được thông tin liên lạc hay dữ liệu trừ người gửi và người nhận. Đây cũng là một giải pháp giúp ngăn chặn hoạt động lấy cắp dữ liệu, tội phạm mạng,…
Bảo vệ dữ liệu bị xâm nhập
Mã hóa giúp người dùng tránh vi phạm dữ liệu. Một khi thiết bị lưu trữ như ổ cứng bị đánh cắp thì dữ liệu trên thiết bị có thể vẫn được bảo mật. Như vậy, việc mã hóa sẽ là giải pháp để bảo vệ dữ liệu không bị đánh cắp.
Hỗ trợ xác thực thông tin
Mã hóa khóa công khai có thể được sử dụng để xác định rằng chủ sở hữu của trang web sở hữu khóa cá nhân mã hóa. Điều này cho phép người dùng có thể được phép truy cập, sử dụng dữ liệu được mã hóa công khai.
Tuân thủ quy định và bảo vệ người dùng
Lý do mã hóa dữ liệu là để tất cả mọi người đều phải tuân thủ quy định sử dụng dữ liệu. Đồng thời bảo vệ quyền lợi cho người dùng đối với dữ liệu được mã hóa. Những dữ liệu được mã hóa sẽ chỉ được dùng bởi những người được cấp khóa.
Các loại mã hóa phổ biến nhất hiện nay
Hiện nay, mã hóa dữ liệu được chia thành loại như sau:
Mã hóa cổ điển
Mã hóa cổ điển là một phương pháp thông dụng và phổ biến nhất hiện nay. Đây là cách mã hóa đơn giản nhất và có lịch sử tồn tại lâu nhất trên thế giới.
Ưu điểm của mã hóa là đơn giản và không cần khóa bảo mật. Người gửi và người nhận đều biết về thuật toán mã hóa cổ điển được sử dụng trong tài liệu thì sẽ dễ dàng đọc hiểu và biến đổi thông tin trở lại.
Phương pháp mã hóa theo trường phái cổ điển không cần khóa mã hóa vừa là ưu điểm nhưng cũng là nhược điểm. Do tính đơn giản nên cách mã hóa này được xem là không an toàn. Trong trường hợp bên thứ ba biết được thuật toán thì dữ liệu sẽ được giải mã một cách dễ dàng. Điều này khiến cho việc giữ bí mật thuật toán mã hóa cổ điển trở là việc cực kỳ quan trọng và khó thực hiện trong một thời gian dài. Khả năng bị rò rỉ thông tin rất lớn, thông tin dễ bị mất cắp.
Mã hóa một chiều (HASH)
Mã hóa theo hướng một chiều dùng để mã hóa những thứ không cần dịch lại nguyên bản gốc tạo thành chuỗi dữ liệu. Chuỗi mã hóa sẽ được lưu vào cơ sở dữ liệu chứ không lưu mật khẩu thô nên có tính bảo mật rất cao. Nếu hacker muốn lấy cắp dữ liệu được mã hóa cũng không thể nào biến đổi thành văn bản khi không biết mật khẩu giải mã.
Khi đăng nhập dữ liệu mã hóa, mật khẩu sẽ được chuyển đổi thành các ký tự. Hệ thống sẽ so sánh các ký tự này với mật khẩu trong cơ sở dữ liệu. Nếu 2 thông tin này khớp nhau thì đăng nhập tiếp và ngược lại.
Đặc điểm của mã hóa 1 chiều là trong cùng 1 điều kiện, dữ liệu đầu vào giống nhau thì kết quả sau khi mã hóa sẽ giống hệt nhau. Chỉ thay đổi 1 ký tự trong chuỗi mã hóa thì chuỗi kết quả sẽ sai lệch sang một hướng khác.
Mã hóa một chiều hiện nay đang dùng thuật toán MD5 và SHA.
Mã hóa đối xứng (Symmetric Key Encryption)
Mã hóa đối xứng còn được gọi là mã hóa khóa đối xứng. Đây là một loại mã hóa đặc biệt, một khóa giống nhau sẽ vừa dùng để mã hóa và giải mã dữ liệu.
Mã hóa đối xứng được dùng phổ biến từ nhiều thập kỷ nay, với mục đích ban đầu sử dụng trong lĩnh vực quân đội và chính trị. Ngày nay, các thuật toán mã hóa đối xứng đã được ứng dụng rộng rãi trên nhiều hệ thống máy tính để tăng cường bảo mật dữ liệu.
Ưu điểm nổi bật của loại mã hóa đối xứng:
- Có độ bảo mật khá cao
- Mã hóa và giải mã hóa dữ liệu rất nhanh
- Thuận toán thực thi nhanh và ít phức tạp hơn
- Khó dùng Brute Force để phá vỡ mã hóa
- Có thể nhân rộng cấp độ bảo mật mã hóa xứng đôi
Mã hóa bất đối xứng (Public Key Encryption)
Mã hóa bất đối xứng sử dụng cặp khóa cho việc mã hóa và giải mã. Cặp khóa bao gồm khóa chung và khóa riêng để mã hóa và giải mã hóa. Trong đó, khóa chung sẽ là khóa được dùng để mã hóa còn khóa riêng sử dụng để giải mã.
Khóa riêng được giữ bí mật với bên nhận dữ liệu. Dữ liệu được mã hóa bởi khóa chung và thuật toán đều được giải mã bằng cùng một thuật toán hay khóa riêng tương ứng.
Đặc điểm của mã hóa bất đối xứng là quá trình mã hóa bất diễn ra rất chậm do có độ phức tạp cao. Bởi vậy, loại mã hóa này được dùng cho trao đổi thông tin một cách an toàn thay vì truyền dữ liệu số lượng lớn.
Mã hóa bất đối xứng còn thường được dùng để thiết lập kênh bảo mật trên phương tiện bảo mật. Diffie – Hellman và RSA là 2 thuật toán nổi tiếng cho phương pháp mã hóa bất đối xứng.
Hiện nay, trong môi trường Internet tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ và rủi ro cho người dùng. Vì vậy, việc mã hóa dữ liệu là rất cần thiết để bảo vệ dữ liệu. Các ứng dụng hầu như đã sử dụng các phương pháp mã hóa nhưng không ít người dùng vẫn sử dụng các giao thức thông thường rất dễ bị rò rỉ thông tin. Mong rằng qua bài viết này, bạn sẽ hiểu hơn về mã hóa dữ liệu và các phương pháp.
