Mã hóa đối xứng và không đối xứng: Sự khác biệt là gì?

Bảo mật thông tin trên web hiện là một chủ đề quan trọng. Dữ liệu thường được mã hóa trước khi gửi từ nguồn này sang nguồn khác, thậm chí nhiều công ty còn mã hóa thông tin trước khi lưu trữ.

Mã hóa dữ liệu và thông tin là cần thiết để ngăn chặn tin tặc và tội phạm rình mò dữ liệu truy cập vào thông tin nhạy cảm, chẳng hạn như chi tiết cá nhân của một cá nhân hoặc thông tin thẻ tín dụng.

Vì vậy, chúng tôi thảo luận về hai loại mã hóa khác nhau, đối xứng và không đối xứng, bao gồm cả sự khác biệt giữa hai loại.

Mã hóa đối xứng là gì?

Nói một cách đơn giản nhất, mã hóa chỉ đơn giản là sử dụng một khóa để mã hóa dữ liệu. Khóa này sau đó cũng được yêu cầu để giải mã thông tin. Nếu người nhận không có khóa, họ không thể giải mã dữ liệu khi nó đến đích. Nếu bạn chưa quen với thế giới mã hóa dữ liệu, bạn cũng nên xem các thuật ngữ mã hóa cơ bản này để hiểu rõ hơn.

Ví dụ: nếu bạn mã hóa một email và gửi nó cho một người, họ cũng sẽ nhận được khóa mã hóa, nếu không, họ chỉ không thể xem nội dung của email. Mã hóa đối xứng là hình thức mã hóa đơn giản nhất, vì nó yêu cầu một khóa duy nhất để mã hóa hoặc giải mã thông tin.

Như bạn có thể đoán, phương trình đối xứng là một dạng mã hóa tương đối cũ, sử dụng khóa bí mật có thể là một chuỗi chữ và số, một số hoặc một từ. Nó cũng khá hiệu quả và thậm chí có thể được sử dụng để mã hóa toàn đĩa.

Các mật mã phổ biến nhất được sử dụng cho mã hóa đối xứng bao gồm:

• AES-128
• AES-192
• AES-256
• RC4
• DES
• RC6

Tại sao sử dụng mã hóa đối xứng?

Lý do tại sao mã hóa đối xứng phổ biến là nó tương đối đơn giản. Điều này làm cho nó dễ dàng và nhanh chóng hơn để thực hiện. Nói chung, mã hóa đối xứng được sử dụng để mã hóa lượng dữ liệu lớn hơn.

Trong hầu hết các trường hợp, độ dài điển hình của khóa mã hóa đối xứng là 128 hoặc 256 bit. Vì chỉ một khóa duy nhất được sử dụng nên nó cũng không yêu cầu nhiều tài nguyên để mã hóa thông tin.

Vấn đề với mã hóa đối xứng

Tất cả các bên phải chia sẻ khóa mã hóa để cho phép truyền dữ liệu, khiến mã hóa đối xứng xảy ra các vấn đề hết khóa. Nếu xoay vòng hiệu quả không được duy trì, có nguy cơ khóa có thể bị rò rỉ.

Cũng có nguy cơ tin tặc có thể nhận được các bit thông tin mà họ có thể sử dụng để tự xây dựng khóa mã hóa. Điều này gây ra sự cố với việc mở rộng quy mô vì bạn không thể chia sẻ khóa với người khác.

Mã hóa không đối xứng là gì?

Thay vì dựa vào một khóa chia sẻ duy nhất, mã hóa không đối xứng sử dụng một vài khóa có liên quan. Điều này bao gồm khóa công khai và khóa riêng tư, tự động làm cho nó an toàn hơn so với mã hóa đối xứng.

Khóa công khai có sẵn cho tất cả các bên và được sử dụng để giải mã tin nhắn văn bản thuần túy trước khi nó được gửi đi. Tuy nhiên, để giải mã thông điệp thực và đọc nó, các bên phải có quyền truy cập vào khóa cá nhân.

Mặc dù có một mối quan hệ toán học giữa khóa công khai và khóa riêng tư, nhưng tin tặc không thể lấy được khóa cá nhân bằng cách sử dụng thông tin từ khóa công khai.

Ví dụ: bạn có thể cung cấp khóa công khai cho bất kỳ ai muốn gửi tin nhắn cho bạn. Nhưng, chìa khóa thứ hai được giữ bí mật, vì vậy chỉ có bạn biết nó. Do đó, khi một tin nhắn được mã hóa và gửi đi bằng khóa công khai, thì một khóa riêng cũng phải được yêu cầu để giải mã nó một cách đầy đủ.

Điều quan trọng là phải hiểu rằng khóa riêng tư chỉ được biết bởi người sở hữu nó. Ngay cả người gửi cũng không biết khóa cá nhân và không thể giải mã tệp sau khi nó được gửi. Mỗi bên được ủy quyền trong sàn giao dịch này đều có khóa riêng của họ mà họ có thể sử dụng để giải mã thông tin.

Các loại mã hóa bất đối xứng phổ biến nhất bao gồm:

• RSA
• Giao thức SSL / TSL
• ECC
• DSS

Tại sao mã hóa bất đối xứng được coi là an toàn hơn?

Mã hóa không đối xứng có thể được thực hiện tự động hoặc thủ công, tùy thuộc vào độ dài của khóa. Điều quan trọng là phải hiểu rằng bảo mật của một trong hai chủ yếu nằm ở kích thước của khóa.

Tuy nhiên, một lý do quan trọng khiến mã hóa bất đối xứng được coi là an toàn và đáng tin cậy hơn là vì nó không liên quan đến việc trao đổi khóa công khai giữa nhiều bên. Ngay cả khi tin tặc có được quyền truy cập vào khóa công khai, sẽ không có nguy cơ họ sử dụng nó để giải mã dữ liệu (vì khóa công khai chỉ được sử dụng để mã hóa), vì họ không biết các khóa riêng tư.

Quan trọng hơn, mã hóa bất đối xứng cũng hỗ trợ các thuật toán và xác thực chữ ký số, không giống như mã hóa đối xứng. Điều này cho phép người dùng ký điện tử vào tài liệu hoặc tin nhắn bằng khóa riêng của họ và những người khác có thể sử dụng khóa công khai tương ứng để xác nhận rằng chữ ký là xác thực và đến từ người gửi đã xác minh.

Vấn đề với mã hóa không đối xứng

Vì rõ ràng đây là lựa chọn an toàn hơn, tại sao mã hóa bất đối xứng không phải là tiêu chuẩn duy nhất trong thế giới mã hóa ngày nay? Đó là bởi vì khi so sánh với mã hóa đối xứng, nó chậm hơn đáng kể.

Điều này liên quan đến độ dài khóa dài hơn và quan trọng hơn, các phép tính toán học liên quan đến mã hóa không đối xứng phức tạp hơn đáng kể, có nghĩa là chúng đòi hỏi nhiều tài nguyên CPU hơn để giải mã.

Mặc dù có mối liên hệ giữa khóa công khai và khóa riêng, nhưng mã hóa không đối xứng chủ yếu dựa vào độ dài khóa dài hơn để tăng cường bảo mật. Về cơ bản, nó là sự thỏa hiệp giữa tốc độ và bảo mật.

Ví dụ, như đã đề cập ở trên, mã hóa đối xứng dựa trên các khóa 128 hoặc 256 bit. Trong khi đó, kích thước khóa mã hóa RSA thường là 2048 bit hoặc cao hơn. Và, với việc máy tính lượng tử dường như sẽ sớm trở thành hiện thực, thậm chí điều đó có thể không đủ để bảo vệ thông tin.

Mã hóa đối xứng và không đối xứng: Cả hai đều quan trọng

Bây giờ bạn đã hiểu các khái niệm chính và sự khác biệt giữa mã hóa đối xứng và không đối xứng, điều quan trọng là phải làm nổi bật rằng cả hai đều đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo mật dữ liệu.

Mã hóa đối xứng được sử dụng để mã hóa và di chuyển thông tin có tác động tương đối thấp mà không yêu cầu bảo mật cao. Tuy nhiên, khi thế giới hướng tới tiền mã hóa hậu lượng tử, ngay cả các thuật toán mã hóa đã được thiết lập cũng không còn an toàn nữa.

Ví dụ: RSA, được sử dụng trong mã hóa bất đối xứng, không còn được coi là bảo mật hậu lượng tử nữa. Do đó, các tiêu chuẩn mã hóa không ngừng phát triển, chủ yếu khi bảo mật dữ liệu trở nên có giá trị hơn.