Trong thời đại công nghệ số phương thức bảo mật dữ liệu được sử dụng nhiều nhất là mã hóa dữ liệu. Trong bài viết lần này hãy cũng Securitybox tìm hiểu định nghĩa, chức năng và quá trình mã hóa dữ liệu.
Mã hóa dữ liệu là chuyển dữ liệu từ dạng này sang dạng khác hoặc sang dạng code mà chỉ có người có quyền truy cập vào khóa giải mã hoặc có mật khẩu mới có thể đọc được nó. Bằng cách sử dụng các thuật toán lồng vào nhau, thường dựa trên 1 khóa [key] để mã hóa dữ liệu. Dữ liệu được mã hóa thường gọi là ciphertext, dữ liệu thông thường, không được mã hóa thì gọi là plaintext.
Có hai loại mã hóa dữ liệu chính tồn tại: mà hóa bất đối xứng, còn được gọi là mã hóa khóa công khai, và mã hóa đối xứng.
Chức năng chính của mã hóa dữ liệu
Mục đích của việc mã hóa dữ liệu là bảo vệ sự bảo mật dữ liệu số khi nó được lưu trữ trên các hệ thống máy tính và truyền qua internet hoặc các mạng máy tính khác. Các thuật toán mã hóa thường cung cấp những yếu tố bảo mật then chốt như xác thực, tính toàn vẹn và không thu hồi. Xác thực cho phép xác minh nguồn gốc của dữ liệu, tính toàn vẹn chứng minh rằng nội dung của dữ liệu không bị thay đổi kể từ khi nó được gửi đi. Không thu hồi đảm bảo rằng người người không thể hủy việc gửi dữ liệu.
Với những công ty, tổ chức thì việc sử dụng mã hóa dữ liệu là điều cần thiết. Điều này sẽ tránh được những thiệt hại khi những thông tin mật nếu vô tình bị lộ ra ngoài, cũng khó lòng bị giải mã ngay lập tức.
Đọc thêm: Thực trạng đáng báo động về an ninh website – Giải pháp nào để xử lý
Quá trình mã hóa dữ liệu
Dữ liệu được mã hóa với một thuật toán mật mã và khóa mã hóa. Quá trình kết quả trong bản mã mà chỉ có thể được xem ở dạng ban đầu của nó nếu nó được giải mã với các phím chính xác.
Mã hóa đối xứng sử dụng cùng một khóa bí mật để mã hóa và giải mã dữ liệu. Mã hóa đối xứng nhanh hơn nhiều so với mã hóa bất đối xứng, vì khi mã hóa bất đối xứng người gửi phải trao đổi khóa mã hóa với người nhận trước khi người nhận có thể giải mã dữ liệu. Vì các công ty cần phải phân phối một cách an toàn và quản lý số lượng lớn các khóa, nên hầu hết các dịch vụ mã hóa dữ liệu cũng nhận thấy điều này và đều sử dụng mã hóa bất đối xứng để trao đổi khóa bí mật sau khi sử dụng một thuật toán đối xứng để mã hóa dữ liệu.
Thuật toán mật mã bất đối xứng còn được gọi là mật mã khoá công khai, sử dụng hai phím khác nhau, một công cộng và một cá nhân. Khóa công khai được đặt tên có thể được chia sẻ với mọi người, nhưng khóa cá nhân phải được bảo vệ. Thuật toán Rivest-Sharmir-Adleman [RSA] là một hệ thống mật mã cho khóa công khai được sử dụng rộng rãi để bảo vệ dữ liệu nhạy cảm, đặc biệt là khi nó được gửi qua một mạng không an toàn như internet. Thuật toán RSA phổ biến từ thực tế là cả khóa công cộng và riêng tư có thể mã hóa tin nhắn để đảm bảo tính bí mật, tính toàn vẹn, tính xác thực và không phản đối truyền thông điện tử và dữ liệu thông qua việc sử dụng chữ ký số.
Mã hóa dữ liệu là việc chuyển đổi dữ liệu từ định dạng có thể đọc được sang định dạng được mã hóa. Dữ liệu được mã hóa chỉ có thể được đọc hoặc xử lý sau khi được giải mã. Mã hóa dữ liệu được sử dụng rộng rãi bởi người dùng cá nhân và các doanh nghiệp để bảo vệ thông tin người dùng được gửi từ client đến máy chủ.
Chức năng chính của mã hóa dữ liệu
Mục đích của việc mã hóa dữ liệu là bảo vệ dữ liệu số khi nó được lưu trữ trên các hệ thống máy tính và truyền qua Internet hay các mạng máy tính khác. Các thuật toán mã hóa thường cung cấp những yếu tố bảo mật then chốt như xác thực, tính toàn vẹn và không thu hồi. Xác thực cho phép xác minh nguồn gốc của dữ liệu, tính toàn vẹn chứng minh rằng nội dung của dữ liệu không bị thay đổi kể từ khi nó được gửi đi. Không thu hồi đảm bảo rằng người người không thể hủy việc gửi dữ liệu.
Quá trình mã hóa sẽ biến nội dung sang một dạng mới, vì thế sẽ tăng thêm một lớp bảo mật cho dữ liệu. Như vậy cho dù dữ liệu của bạn bị đánh cắp thì việc giải mã dữ liệu cũng vô cùng khó khăn, tốn nhiều nguồn lực tính toán và cần rất nhiều thời gian. Với những công ty, tổ chức thì việc sử dụng mã hóa dữ liệu là điều cần thiết. Điều này sẽ tránh được những thiệt hại khi những thông tin mật nếu vô tình bị lộ ra ngoài, cũng khó lòng giải mã ngay lập tức.
Hiện nay có rất nhiều ứng dụng tin nhắn đều sử dụng mã hóa nhằm bảo mật tin nhắn cho người dùng. Chúng ta có thể kể đến Facebook, Telegram, whatapps… với loại mã hóa sử dụng được gọi là End-to-End. End-to-End Encryption [E2EE] là phương thức mã hóa mà chỉ người nhận và gửi có thể hiểu được thông điệp mã hóa này mà thôi. Sẽ không ai biết được những nội dung mà chúng ta đang truyền tải, kể cả những nhà cung cấp dịch vụ Internet. Phương thức mã hóa này sử dụng mã khóa giữa người nhận và người gửi đang trực tiếp tham gia vào quá trình gửi dữ liệu. Trừ khi bên thứ 3 biết được mã khóa này thì sẽ không thể nào giải mã được.
Phương thức mã hóa dữ liệu hoạt động
Khi các thông tin được chia sẽ qua mạng nó sẽ đi qua hàng loạt các thiết bị mạng trên diện rộng , khi đó các thông tin này sẽ có khả năng có thể bị tin tặc tấn công và đánh cắp. Để ngăn chặn tình trạng này người dùng có thể dùng phần mềm hoặc phần cứng để đảm bảo truyền dữ liệu, thông tin an toàn . Quá trình này được gọi là mã hóa trong an ninh mạng.
Mã hóa sẽ chuyển đổi văn bản gốc mà con người có thể đọc được thành văn bản không thể đọc được và được gọi là bản mã . Mã hóa sử dụng khóa mật mã , người nhận sẽ sử dụng khóa để giải mã và chyển thành dữ liệu có thể đọc được. Các khóa mật mã càng phức tạp thì càng an toàn, vì các ứng dụng bên thứ 3 sẽ có ít khả năng giải mã hơn.
Có 2 kỹ thuật mã hóa phổ biến hiện nay là:
- Mã hóa đối xứng [symmetric encryption]
- Mã hóa bất đối xứng [asymmetric encryption]
Mã hóa đối xứng
Phương pháp mã hóa này chỉ cần dùng một key giống nhau để mã hóa và giải mã. Theo một số tài liệu thì mã hóa đối xứng là giải pháp được sử dụng nhất phổ biến hiện nay.
Quy trình mã hóa được miêu tả như sau:
-Dùng giải thuật ngẫu nhiên mã hóa + key để mã hóa dữ liệu gửi đi.
-Bằng cách nào đó, key của người gửi sẽ được gửi đến cho người nhận, có thể là giao trước hoặc sau khi mã hóa file đều được.
-Khi người nhận nhận được dữ kiệu, họ sẽ dùng key này để giải mã dữ liệu để có được dữ liệu chuẩn.
Tuy nhiên vấn đề bảo mật nằm ở chỗ, làm thế nào đẻ chuyển key cho người nhận một cách an toàn. Nếu key này bị lộ, bất kì ai sử dụng giải thuật phía trên đều có thể giải mã được dữ liệu như vậy thì tính bảo mật sẽ không còn nữa.
Chúng ta sẽ thường thấy hai thuật toán thường thấy là DES và AES
Mã hóa bất đối xứng
Kiểu mã hóa này còn có tên gọi khác là mã hóa khóa công khai. Nó sử dụng đến hai khóa [key] khác nhau. Một khóa gọi là khóa công khai [public key] và một khóa khác là khóa bí mật [private key]. Dữ liệu được mã hóa bằng public key. Tất cả mọi người đều có thể có được key này. Tuy nhiên để giải mã được dữ liệu, người nhận cần phải có private key.
Để thực hiện mã hóa bất đối xứng thì:
– Người nhận sẽ tạo ra một gặp khóa [public key và private key], họ sẽ giữ lại private key và truyền cho bên gửi public key. Vì public key này là công khai nên có thể truyền tự do mà không cần bảo mật.
– Trước khi gửi tin nhắn, người gửi sẽ mã hóa dữ liệu bằng mã hóa bất đối xứng với những key nhận được từ người nhận
– Người nhận sẽ giải mã dữ liệu nhận được bằng thuật toán được sử dụng ở bên người gửi, với key giải mã là private key.
Điểm yếu lớn nhất của kiểu mã hóa này là tốc độ mã hóa và giải mã rất chậm. Nếu dùng kiểu mã hóa bất đối xứng trong việc truyền dữ liệu thì sẽ rất tốn phí và mất thời gian.
Thuật toán mã hóa bất đối xứng thường thấy: RSA.
Thách thức đối với mã hóa dữ liệu
Hầu hết phương thức tấn công cơ bản vào mã hóa hiện nay là Brute Force và thử các khóa ngẫu nhiên cho đến khi khóa đúng được tìm thấy. Để giảm thiểu xác suất mở khóa bằng cách tăng chiều dài, độ phức tạp của khóa. Mã hóa càng mạnh thì tài nguyên cần để thực hiện tính toán sẽ tăng lên, cần nhiều thời gian và vật lực hơn để phá mã.
Các phương pháp phá vỡ mã hóa khác bao gồm tấn công kênh phụ và phân tích mật mã. Tấn công kênh bên xảy ra sau khi việc mã hóa hoàn tất thay vì tấn công trực tiếp vào mã hóa. Những cuộc tấn công này có khả năng thành công nếu có lỗi trong thiết kế hệ thống hoặc thực thi. Tương tự như vậy, phân tích mật mã sẽ tìm điểm yếu trong mã hóa và khai thác nó. Kiểu tấn công này có thể thành công nếu có lỗ hổng trong mật mã.
Nhìn chung, việc mã hóa dữ liệu là điều cần thiết để chúng ta có thể tăng sự bảo mật hơn cho tài liệu, đặc biệt là những kiểu tài liệu mật, thông tin tài khoản cá nhân. Hiện nay, việc mã hóa dữ liệu có thể được thực hiện thông qua một số công cụ online như Whisply, hay Nofile.io.
Mã hóa thông tin dữ liệu là quá trình gì?
Mã hóa thông tin là quá trình chuyển đổi dữ liệu này sang một dữ liệu khác với ý nghĩa khác với dữ liệu ban đầu. Mục đích nhằm chỉ cho phép một số người, đối tượng nhất định đọc, hiểu được dữ liệu ban đầu thông qua quá trình giải mã dữ liệu sau khi đã được biến đổi.
Mã hóa thông tin là gì lớp 10?
- Khái niệm mã hóa thông tin: là quá trình biến đổi thông tin về dạng bit để máy tính có thể hiểu và xử lý được. - Thông tin phải được mã hóa về các dạng: văn bản, âm thanh hoặc hình ảnh.
Tại sao phải mã hóa dữ liệu?
Mục đích của việc mã hóa dữ liệu là bảo vệ dữ liệu số khi nó được lưu trữ trên các hệ thống máy tính và truyền qua Internet hay các mạng máy tính khác. Các thuật toán mã hóa thường cung cấp những yếu tố bảo mật then chốt như xác thực, tính toàn vẹn và không thu hồi.
Chức năng mã hóa là gì?
Mã hóa là một phương pháp xáo trộn dữ liệu để không ai có thể đọc được ngoại trừ các bên được ủy quyền. Quá trình mã hóa chuyển đổi bản thô thành bản mã bằng khóa mật mã. Khóa mật mã là một tập hợp các giá trị toán học được cả người gửi và người nhận biết và đồng thuận.