Mật Mã Học là gì?
Mật mã học là khoa học nghiên cứu cách bảo vệ dữ liệu bằng mã hóa và các kỹ thuật truyền thông an toàn. Mục tiêu? Ngăn chặn kẻ xấu đọc hoặc chỉnh sửa thông tin không thuộc về họ.
Các nhà mật mã học làm việc để đảm bảo:
Bí mật dữ liệu (Data Confidentiality). Dữ liệu được bí mật. Muốn bí mật thì mã hóa nó. Khi cần thì giải mã.
Tính toàn vẹn (Integrity). Đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi, còn nguyên vẹn.
Xác thực (Authentication). Đảm bảo dữ liệu do đúng nguồn (ví dụ router) gửi đi.
Không thể chối bỏ (Non-repudiation)
Dữ liệu mà không đảm bảo các yếu tố trên thì nó không còn giá trị sử dụng.
Ciphers – Trái tim của mã hóa
Một cipher (mật mã) là tập hợp các quy tắc dùng để mã hóa và giải mã dữ liệu. Có nhiều loại cipher khác nhau, nhưng ở đây chúng ta chỉ khảo sát 2 thuận toán đơn giản để hiểu trước.
1. Thay thế (Substitution Cipher)
Thay chữ này bằng chữ khác.
Ví dụ đơn giản nhất:
Văn bản gốc: S E C R E T T E X T
Sau khi mã hóa: A R X F R S U S R Y S
-->> Vậy thuật toán mã hóa đơn giản của ví dụ này là thay thế S bằng A, E bằng ký tự R…
2. Chuyển vị (Transposition Cipher)
Thay vì thay ký tự, chúng ta thay đổi vị trí của các ký tự.
Ví dụ: Văn bản: “This is secret”
Được sắp xếp thành lưới:
T S S R
H I E E
I S C T
Thuận toán mã hóa ở đây là sắp xếp các ký tự thành dạng lưới ma trận. Các ký tự được để vào bảng. Sau đó kết quả mã hóa đầu ra được viết lại theo chiều kim đồng hồ.
Mã hóa theo chiều kim đồng hồ tạo ra: RETCSIHTSSEI
Khóa – Bí quyết giải mã
Khóa (Key) là hướng dẫn mã hóa/giải mã. Nếu bạn và người nhận đều biết khóa, bạn có thể đọc được thông tin.
One-time pad (OTP): Khóa chỉ dùng một lần duy nhất.
Ví dụ: bạn có thông điệp dài 32 bit ➡ dùng khóa 32 bit ➡ mỗi bit của tin nhắn được tính toán cùng bit khóa ➡ ra bản mã hóa. Không ai khác giải mã được, trừ khi có đúng khóa.
Block vs Stream Cipher – 2 phong cách mã hóa
Block Cipher
Mã hóa từng khối dữ liệu (ví dụ 64-bit, 128-bit)
Dùng trong:
AES
3DES
Blowfish
DES
IDEA
...và nhiều thuật toán khác.
Stream Cipher
Mã hóa từng bit hoặc byte. Linh hoạt, ít đệm hơn.
Mật mã học không chỉ là công nghệ — đó là lớp phòng thủ đầu tiên và cơ bản của bạn trên không gian mạng. Mỗi khi bạn click, gõ, hay xem — mã hóa đang bảo vệ bạn. Bạn cần nắm vững các vấn đề của mật mã học trong lĩnh vực bảo mật và an toàn thông tin.
