Từ thời xa xưa, nhu cầu giữ b&iacute; mật th&ocirc;ng tin của con người đ&atilde; xuất hiện v&agrave; k&eacute;o theo đ&oacute; l&agrave; những ph&aacute;t minh của c&aacute;c phương ph&aacute;p bảo vệ th&ocirc;ng tin dựa v&agrave;o mật m&atilde;. Vậy mật m&atilde; l&agrave; g&igrave;?
<h2 style="text-align: justify;">Mật m&atilde; l&agrave; g&igrave;?</h2>
Trong từ điển Oxford định nghĩa "Cryptography: The art of writing or solving codes". Tức l&agrave; nghệ thuật viết v&agrave; giải m&atilde;.
Mật m&atilde; học hoặc mật m&atilde; l&agrave; khoa học nghi&ecirc;n cứu c&aacute;ch thức biến đổi hoặc truyền th&ocirc;ng tin một c&aacute;ch an to&agrave;n th&ocirc;ng qua việc sử dụng c&aacute;c phương ph&aacute;p biến đổi th&ocirc;ng tin để chỉ những người c&oacute; thẩm quyền đối với th&ocirc;ng tin đ&oacute; mới c&oacute; thể đọc v&agrave; xử l&yacute; n&oacute;. Việc chuyển đổi th&ocirc;ng tin n&agrave;y được thực hiện th&ocirc;ng qua hai qu&aacute; tr&igrave;nh: m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde;. Trong đ&oacute;, m&atilde; h&oacute;a l&agrave; việc chuyển đổi th&ocirc;ng tin từ trạng th&aacute;i c&oacute; thể đọc hiểu được với con người th&agrave;nh những dạng v&ocirc; nghĩa đọc nhưng kh&ocirc;ng hiểu được.
Người gửi tạo một th&ocirc;ng điệp được m&atilde; h&oacute;a v&agrave; chỉ chia sẻ kỹ thuật giải m&atilde; với những người nhận m&agrave; anh ta mong muốn v&agrave; ngăn chặn sự truy cập đến th&ocirc;ng điệp gốc từ những đối tượng kh&aacute;c.
V&iacute; dụ, trong thế chiến thứ II, Đức sử dụng một cỗ m&aacute;y c&oacute; t&ecirc;n l&agrave;&nbsp; Enigma c&oacute; khả năng m&atilde; h&oacute;a tất cả th&ocirc;ng tin được truyền đi qua s&oacute;ng radio. Mặc d&ugrave; c&aacute;c th&ocirc;ng tin n&agrave;y dễ d&agrave;ng bị qu&acirc;n Đồng minh chặn lại, nhưng đ&oacute; l&agrave; c&aacute;c dữ liệu kh&ocirc;ng thể hiểu được v&igrave; tất cả ch&uacute;ng đều được m&atilde; h&oacute;a, với một số kh&oacute;a được thay đổi h&agrave;ng ng&agrave;y.
<img style="width: 489px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/3a446de5-018d-47e3-aa2d-76b294113a1b" alt="M&aacute;y-enigma" height="285" />
Kể từ sự xuất hiện của c&aacute;c m&aacute;y m&atilde;, v&agrave; đặc biệt l&agrave; m&aacute;y t&iacute;nh điện tử sau thế chiến thứ II, c&aacute;c phương ph&aacute;p được sử dụng trong mật m&atilde; học ng&agrave;y c&agrave;ng trở n&ecirc;n phức tạp v&agrave; ứng dụng của n&oacute; cũng ng&agrave;y c&agrave;ng trở l&ecirc;n phổ biến.
<h2 style="text-align: justify;">C&aacute;c ứng dụng của mật m&atilde; l&agrave; g&igrave;?</h2>
Mật m&atilde; được sử dụng phổ biến v&agrave; l&agrave; nền tảng quan trọng của an to&agrave;n th&ocirc;ng tin. Trọng t&acirc;m của mật m&atilde; học hiện đại l&agrave; bảo vệ t&iacute;nh b&iacute; mật, t&iacute;nh to&agrave;n vẹn, t&iacute;nh x&aacute;c thực v&agrave; t&iacute;nh chống chối bỏ của dữ liệu. Trong đ&oacute;:
<ul style="text-align: justify;">
<li style="text-align: justify;">T&iacute;nh b&iacute; mật: Đảm bảo rằng chỉ c&oacute; người nhận đ&atilde; x&aacute;c thực c&oacute; thể xem được nội dung của th&ocirc;ng tin chứa đựng trong dạng đ&atilde; m&atilde; h&oacute;a của n&oacute;. Những người kh&aacute;c kh&ocirc;ng được ph&eacute;p sẽ kh&ocirc;ng thể truy cập được bất kỳ th&ocirc;ng tin đ&aacute;ng kể n&agrave;o về nội dung của th&ocirc;ng điệp.</li>
<li style="text-align: justify;">T&iacute;nh to&agrave;n vẹn: Đảm bảo khả năng x&aacute;c định được th&ocirc;ng tin c&oacute; bị thay đổi trong qu&aacute; tr&igrave;nh truyền th&ocirc;ng hay kh&ocirc;ng.</li>
<li style="text-align: justify;">T&iacute;nh x&aacute;c thực: Đảm bảo khả năng x&aacute;c định người gửi v&agrave; kiểm tra xem người gửi đ&oacute; c&oacute; thực sự gửi th&ocirc;ng tin đi hay kh&ocirc;ng.</li>
<li style="text-align: justify;">T&iacute;nh chống chối bỏ: Đảm bảo việc người gửi kh&ocirc;ng thể chối bỏ việc m&igrave;nh đ&atilde; gửi th&ocirc;ng tin đi.</li>
<li style="text-align: justify;">Chống d&ugrave;ng lại: Kh&ocirc;ng cho ph&eacute;p b&ecirc;n thứ ba sao ch&eacute;p lại th&ocirc;ng điệp v&agrave; sử dụng lại nhiều lần m&agrave; người gửi kh&ocirc;ng hề hay biết.</li>
</ul>
Mật m&atilde; học cung cấp c&aacute;c cơ chế nền tảng để đảm bảo c&aacute;c t&iacute;nh chất n&agrave;y cho th&ocirc;ng tin. Tuy nhi&ecirc;n, một số mục ti&ecirc;u kh&ocirc;ng phải bao giờ cũng l&agrave; cần thiết, điều đ&oacute; sẽ tuỳ thuộc v&agrave;o ngữ cảnh thực tế hay mong muốn của người sử dụng. Tr&ecirc;n thực tế c&aacute;c ứng dụng chủ yếu của mật m&atilde; l&agrave; để đảm bảo t&iacute;nh b&iacute; mật của c&aacute;c th&ocirc;ng tin quan trọng, chẳng hạn trong c&ocirc;ng t&aacute;c t&igrave;nh b&aacute;o, qu&acirc;n sự hay ngoại giao cũng như c&aacute;c b&iacute; mật về kinh tế, thương mại. Trong những năm gần đ&acirc;y, mật m&atilde; cũng cung cấp cơ chế cho nhiều hoạt động như: chứng thực kh&oacute;a c&ocirc;ng khai, chữ k&yacute; số, bầu cử điện tử hay tiền điện tử.
Bạn d&ugrave;ng mật khẩu, đ&oacute; l&agrave; ứng dụng của mật m&atilde;. Bạn d&ugrave;ng thẻ ng&acirc;n h&agrave;ng, đ&oacute; l&agrave; ứng dụng của mật m&atilde;. Bạn d&ugrave;ng thanh to&aacute;n online, bạn chat với bạn b&egrave;, gửi email, v&agrave;o c&aacute;c trang web HTTPS,...tất cả đều l&agrave; ứng dụng của mật m&atilde;. Ứng dụng của mật m&atilde; c&oacute; ở khắp mọi nơi !
<img style="width: 493px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/3a8244a2-c819-4c58-a72e-b34a542a0341" alt="E-commerce-768x512" height="331" />
<h2 style="text-align: justify;">Một số thuật ngữ trong mật m&atilde;</h2>
Mật m&atilde; học li&ecirc;n quan đến hai kh&iacute;a cạnh l&agrave; mật m&atilde; nghi&ecirc;n cứu về c&aacute;c phương ph&aacute;p biến đổi bảo vệ th&ocirc;ng tin v&agrave; th&aacute;m m&atilde; (ph&acirc;n t&iacute;ch m&atilde;, ph&aacute; m&atilde;) nghi&ecirc;n cứu về c&aacute;c phương thức để ph&aacute; vỡ việc sử dụng mật m&atilde;.
C&aacute;c hệ thống mật m&atilde; thực hiện hai qu&aacute; trinh: m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde;. M&atilde; h&oacute;a l&agrave; qu&aacute; tr&igrave;nh chuyển đổi c&aacute;c th&ocirc;ng tin th&ocirc;ng thường (văn bản r&otilde;) th&agrave;nh dạng kh&ocirc;ng đọc trực tiếp được, gọi l&agrave; văn bản m&atilde; h&oacute;a. Giải m&atilde; l&agrave; qu&aacute; tr&igrave;nh ngược lại, phục hồi lại văn bản r&otilde; từ văn bản m&atilde;.
Qu&aacute; tr&igrave;nh m&atilde; h&oacute;a được thực hiện th&ocirc;ng qua c&aacute;c thuật to&aacute;n giải m&atilde;. Thuật to&aacute;n giải m&atilde; l&agrave; c&aacute;c giao thức hoặc hướng dẫn c&oacute; t&aacute;c dụng chuyển đổi văn bản r&otilde; th&agrave;nh văn bản m&atilde;. Đối với c&aacute;c hệ thống mật m&atilde; truyền thống, chỉ c&oacute; người gửi th&ocirc;ng điệp biết được thuật to&aacute;n m&atilde; h&oacute;a, tuy nhi&ecirc;n đối với c&aacute;c hệ thống d&ugrave;ng mật m&atilde; h&oacute;a kh&oacute;a c&ocirc;ng khai, tất cả mọi người đều c&oacute; thể biết thuật to&aacute;n m&atilde; h&oacute;a m&agrave; kh&ocirc;ng ảnh hưởng ti&ecirc;u cực đến độ an to&agrave;n của hệ thống.
Qu&aacute; tr&igrave;nh giải m&atilde; được thực hiện th&ocirc;ng qua c&aacute;c thuật to&aacute;n giải m&atilde;. Thuật to&aacute;n giải m&atilde; l&agrave; c&aacute;c giao thức hoặc hướng dẫn c&oacute; t&aacute;c dụng chuyển đổi văn bản m&atilde; về văn bản r&otilde;.
<img style="width: 637px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/b9790f38-65c1-458e-a4db-11c393c2d854" alt="mật-m&atilde;-l&agrave;-g&igrave;-768x265" height="220" />
Qu&aacute; tr&igrave;nh m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde; th&ocirc;ng thường được kiểm so&aacute;t bởi c&aacute;c kh&oacute;a. Kh&oacute;a l&agrave; một đoạn th&ocirc;ng tin b&iacute; mật n&agrave;o đ&oacute; cho ph&eacute;p t&ugrave;y biến c&aacute;ch thức tạo ra văn bản m&atilde; v&agrave; cho ph&eacute;p giải m&atilde; văn bản r&otilde;. Kh&oacute;a d&ugrave;ng cho việc m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde; c&oacute; thể giống nhau hoặc kh&aacute;c nhau. Trong trường hợp kh&oacute;a m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde; l&agrave; giống nhau ta c&oacute; hệ mật kh&oacute;a đối xứng (hệ mật kh&oacute;a b&iacute; mật) điển h&igrave;nh như:&nbsp;AES hay DES v&agrave; ngược lại khi kh&oacute;a m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde; kh&aacute;c nhau ta c&oacute; hệ <a href="https://tek4.vn/mat-ma-khoa-cong-khai-va-chu-ky-so/">mật m&atilde; kh&oacute;a c&ocirc;ng khai</a> (hệ mật bất đối xứng) ti&ecirc;u biểu như: RSA (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/RSA_(cryptosystem)">Rivest - Shamir - Adleman</a>) v&agrave; ECC (Mật m&atilde; đường cong Elliptic). Việc xử l&yacute; dữ liệu trong c&aacute;c hệ thống m&atilde; h&oacute;a đối xứng nhanh hơn c&aacute;c hệ thống bất đối xứng v&igrave; ch&uacute;ng thường sử dụng độ d&agrave;i kh&oacute;a ngắn hơn c&ugrave;ng với c&aacute;c ph&eacute;p to&aacute;n đơn giản hơn.
<h2 style="text-align: justify;">Thuật to&aacute;n mật m&atilde; l&agrave; g&igrave;?</h2>
C&aacute;c hệ thống mật m&atilde; sử dụng một tập hợp c&aacute;c thủ tục hoặc chỉ thị được gọi l&agrave; c&aacute;c thuật to&aacute;n mật m&atilde; để m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde; th&ocirc;ng tin nhằm bảo mật li&ecirc;n lạc giữa c&aacute;c hệ thống m&aacute;y t&iacute;nh, thiết bị như điện thoại th&ocirc;ng minh v&agrave; ứng dụng. C&aacute;c thuật to&aacute;n mật m&atilde; c&oacute; thể bao gồm c&aacute;c thuật to&aacute;n m&atilde; h&oacute;a, c&aacute;c thuật to&aacute;n x&aacute;c thực th&ocirc;ng điệp, c&aacute;c thuật to&aacute;n giải m&atilde;, c&aacute;c thuật to&aacute;n sinh kh&oacute;a, trao đổi kh&oacute;a... C&aacute;c thuật to&aacute;n n&agrave;y được kết hợp lại trong c&aacute;c giao thức v&agrave; được viết bằng phần mềm chạy tr&ecirc;n hệ điều h&agrave;nh hoặc hệ thống m&aacute;y t&iacute;nh kết nối mạng, cho ph&eacute;p m&atilde; h&oacute;a/giải m&atilde; dữ liệu, k&yacute; v&agrave; x&aacute;c minh chữ k&yacute; số để x&aacute;c thực th&ocirc;ng điệp v&agrave; trao đổi kh&oacute;a. C&aacute;c thuật to&aacute;n m&atilde; h&oacute;a c&oacute; thể được chia th&agrave;nh 3 dạng ch&iacute;nh: c&aacute;c thuật to&aacute;n kh&ocirc;ng sử dụng kh&oacute;a, c&aacute;c thuật to&aacute;n sử dụng kh&oacute;a đối xứng v&agrave; c&aacute;c thuật to&aacute;n sử dụng kh&oacute;a bất đối xứng.
<img style="width: 610px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/b254c441-acf1-4c5d-ace8-6b8e221dfb4b" alt="Mật-m&atilde;-l&agrave;-g&igrave;_3 (1)" height="482" />
C&aacute;c thuật to&aacute;n kh&ocirc;ng sử dụng kh&oacute;a bao gồm c&aacute;c thuật to&aacute;n sinh số ngẫu nhi&ecirc;n v&agrave; h&agrave;m băm. Thuật to&aacute;n sinh số ngẫu nhi&ecirc;n l&agrave; th&agrave;nh phần cốt yếu để đảm bảo độ an to&agrave;n cho hệ mật. V&agrave; h&agrave;m băm để duy tr&igrave; t&iacute;nh to&agrave;n vẹn cho dữ liệu trong mật m&atilde;. H&agrave;m băm c&oacute; khả năng biến đổi một đầu v&agrave;o c&oacute; độ d&agrave;i bất kỳ về dữ liệu c&oacute; một đầu ra với độ d&agrave;i x&aacute;c định đại diện cho dữ liệu đ&oacute;. C&aacute;c loại h&agrave;m băm mật m&atilde; c&oacute; thể kể đến bao gồm MD5, SHA-1, SHA-2, SHA-3...Ngo&agrave;i ra c&oacute; một số dạng h&agrave;m băm c&oacute; kh&oacute;a (sẽ được tr&igrave;nh b&agrave;y r&otilde; hơn ở c&aacute;c phần kh&aacute;c).
<img style="width: 604px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/605ad8e0-607f-4cb5-946c-4282020c79b9" alt="h&agrave;m-băm" height="265" />
C&aacute;c thuật to&aacute;n mật m&atilde; sử dụng kh&oacute;a đối xứng sử dụng một kh&oacute;a chung cho cả việc m&atilde; h&oacute;a v&agrave; giải m&atilde;. C&aacute;c thuật to&aacute;n dạng n&agrave;y được chia th&agrave;nh c&aacute;c thuật to&aacute;n tạo m&atilde; x&aacute;c thực th&ocirc;ng điệp (MAC) v&agrave; c&aacute;c thuật to&aacute;n m&atilde; h&oacute;a kh&oacute;a đối xứng. M&atilde; x&aacute;c thực th&ocirc;ng điệp c&oacute; khả năng tạo ra một m&atilde; x&aacute;c thực đại diện cho dữ liệu v&agrave; chỉ người c&oacute; kh&oacute;a mới c&oacute; thể kiểm tra được t&iacute;nh hợp lệ, v&agrave; to&agrave;n vẹn cũng như t&iacute;nh x&aacute;c thực của dữ liệu. C&aacute;c thuật to&aacute;n mật m&atilde; kh&oacute;a đối xứng bao gồm hai dạng: m&atilde; d&ograve;ng v&agrave; m&atilde; khối. C&aacute;c thuật to&aacute;n m&atilde; d&ograve;ng thực hiện m&atilde; h&oacute;a từng bit (hoặc đơn vị cơ bản của th&ocirc;ng tin). Trong khi c&aacute;c thuật to&aacute;n m&atilde; khối m&atilde; h&oacute;a c&aacute;c khối th&ocirc;ng tin c&oacute; độ d&agrave;i cố định gồm tập hợp nhiều bit hoặc đơn vị cơ bản của th&ocirc;ng tin với kh&oacute;a b&iacute; mật m&agrave; chỉ c&oacute; người gửi v&agrave; người nhận biết. C&aacute;c loại mật m&atilde; khối kh&oacute;a đối xứng ti&ecirc;u biểu c&oacute; thể kể đến như: Ti&ecirc;u chuẩn m&atilde; h&oacute;a n&acirc;ng cao (AES). AES l&agrave; sự kế thừa của Ti&ecirc;u chuẩn m&atilde; h&oacute;a dữ liệu (DES) v&agrave; 3DES. AES sử dụng độ d&agrave;i kh&oacute;a d&agrave;i hơn (128 bit, 192 bit hoặc 256 bit) để ngăn chặn tấn c&ocirc;ng v&eacute;t cạn v&agrave; một số loại tấn c&ocirc;ng kh&aacute;c l&ecirc;n m&atilde; khối.
<img style="width: 591px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/03b27d64-8fc8-4e65-83d3-8e86bafe89bc" alt="DES-v&agrave;-AES" height="279" />
Thuật to&aacute;n m&atilde; h&oacute;a kh&oacute;a c&ocirc;ng khai hoặc kh&oacute;a bất đối xứng sử dụng một cặp kh&oacute;a bao gồm kh&oacute;a chung (c&ocirc;ng khai) v&agrave; kh&oacute;a ri&ecirc;ng (b&iacute; mật). Kh&oacute;a chung được c&ocirc;ng bố c&ocirc;ng khai cho tất cả mọi người v&agrave; kh&oacute;a ri&ecirc;ng chỉ c&oacute; người sở hữu n&oacute; được biết (trừ khi n&oacute; bị lộ hoặc cố t&igrave;nh chia sẻ n&oacute;). Kh&oacute;a chung v&agrave; kh&oacute;a ri&ecirc;ng được sử dụng trong những trường hợp kh&aacute;c nhau cho c&aacute;c mục đ&iacute;ch kh&aacute;c nhau. Trong trường hợp m&atilde; h&oacute;a để đảm bảo t&iacute;nh b&iacute; mật cho th&ocirc;ng điệp hoặc trao đổi kh&oacute;a, kh&oacute;a chung c&ocirc;ng khai của người nhận sẽ được sử dụng để m&atilde; h&oacute;a, v&agrave; chỉ c&oacute; người n&agrave;y c&oacute; kh&oacute;a ri&ecirc;ng tương ứng mới giải m&atilde; được. Trong trường hợp chữ k&yacute; số hoặc sử dụng với mục đ&iacute;ch x&aacute;c thực th&ocirc;ng điệp th&igrave; kh&oacute;a ri&ecirc;ng của người tạo th&ocirc;ng điệp sẽ được sử dụng để m&atilde; h&oacute;a th&ocirc;ng điệp v&agrave; do đ&oacute;, bất cứ ai c&oacute; kh&oacute;a c&ocirc;ng khai tương ứng của người tạo th&ocirc;ng điệp n&agrave;y đều c&oacute; thể tiến h&agrave;nh giải m&atilde; v&agrave; kiểm tra th&ocirc;ng điệp.
<img style="width: 583px; display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://tek4.vn/public_files/bbfcf4fc-06d0-4a8a-b935-6b8bf616799c" alt="mật-m&atilde;-kh&oacute;a-c&ocirc;ng-khai-1" height="338" />
C&aacute;c loại mật m&atilde; kh&oacute;a c&ocirc;ng khai bao gồm RSA, được sử dụng rộng r&atilde;i nhất hiện nay tr&ecirc;n internet; Thuật to&aacute;n chữ k&yacute; số tr&ecirc;n đường cong Elliptic (ECDSA) được sử dụng bởi Bitcoin v&agrave; một số hệ thống tiền m&atilde; h&oacute;a kh&aacute;c; Thuật to&aacute;n chữ k&yacute; số (DSA) được NIST &aacute;p dụng l&agrave;m Ti&ecirc;u chuẩn xử l&yacute; th&ocirc;ng tin li&ecirc;n bang cho chữ k&yacute; số của NIST trong FIPS 186-4; v&agrave; thuật to&aacute;n trao đổi kh&oacute;a Diffie-Hellman được sử dụng để trao đổi kh&oacute;a mật cho c&aacute;c k&ecirc;nh li&ecirc;n lạc bằng mật m&atilde;.
B&agrave;i viết n&agrave;y đ&atilde; tr&igrave;nh b&agrave;y tổng quan về mật m&atilde; l&agrave; g&igrave;, v&agrave; những ứng dụng trong thực tế của ch&uacute;ng. Rất mong nhận được sự g&oacute;p &yacute; của c&aacute;c bạn để ho&agrave;n thiện hơn nội dung cũng như chất lượng của b&agrave;i viết.
&nbsp;
<hr />
Fanpage Facebook:&nbsp;<a href="https://www.facebook.com/tek4.vn/">TEK4.VN</a>&nbsp;
Tham gia cộng đồng để chia sẻ, trao đổi v&agrave; thảo luận:&nbsp;<a href="https://www.facebook.com/groups/tek4.vn/">TEK4.VN - Học Lập Tr&igrave;nh Miễn Ph&iacute;</a>

Admin

Mật mã là gì?

Cùng tác giả

Admin

Có liên quan