Mã hóa là gì? Các phương pháp mã hóa dữ liệu phổ biến

Ngày nay, cùng với sự bùng nổ mạnh mẽ của Internet thì việc trao đổi, chia sẻ thông tin dữ liệu cũng ngày càng trở nên đơn giản, nhanh chóng hơn. Tuy nhiên, chính sự phổ biến của công nghệ đã gây ra nhiều rủi ro không đáng có như bị hacker theo dõi, xâm nhập và đánh cắp thông tin. Trước vấn đề này, các loại mã hóa đã được phát triển để tiến hành ngăn chặn, giải quyết vấn đề này. Vậy thì mã hóa là gì? Có bao nhiêu phương pháp mã hóa thông tin phổ biến hiện nay? Cùng theo dõi nội dung sau để tìm kiếm câu trả lời nhé.


Mã hóa là gì? Các phương pháp mã hóa dữ liệu phổ biến
 

Mã hóa là gì?

Mã hóa (encryption) là phương pháp biến đổi dữ liệu sao cho chỉ những người có quyền truy cập mới có thể hiểu được nội dung. Xét về mặt kỹ thuật thì đây chính là quá trình chuyển đổi văn bản thông thường thành một dạng mã với nhiều ký tự khác nhau và hoàn toàn khác biệt so với ban đầu. Thông thường, mã hóa sẽ yêu cầu sử dụng khóa mã hóa với một tập hợp gồm các giá trị toán học mà chỉ có người gửi và người nhận mới biết.

Điều này cũng đồng nghĩa với việc, bất kỳ ai có khóa mã đúng cũng đều có thể giải mã dữ liệu đã được mã hóa. Vậy nên, để đảm bảo tính an toàn thì các chuyên gia mật mã hiện nay thường phát triển các loại khóa có độ phức tạp và tinh vi hơn. Các hệ thống mã hóa an toàn sẽ sử dụng khóa có độ phức tạp đủ lớn để ngăn chặn việc giải mã thông qua phương pháp brute force (giải mã toàn diện).

Tầm quan trọng của việc mã hóa dữ liệu

Trên thực tế, việc mã hóa dữ liệu đã đóng một vai trò vô cùng quan trọng đối với các cá nhân, tổ chức bởi những lợi ích tuyệt vời sau đây:

- Bảo vệ tính riêng tư: Mã hóa chỉ cho phép chủ sở hữu và người nhận dữ liệu mới có thể đọc được, từ đó ngăn chặn các kẻ tấn công, nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) hay thậm chí cả chính phủ khỏi việc truy cập vào dữ liệu nhạy cảm.

- Tăng cường bảo mật: Mã hóa giúp ngăn chặn việc phá vỡ dữ liệu hiệu quả. Cụ thể, nếu một thiết bị của công ty bị mất hoặc bị đánh cắp nhưng dữ liệu đã được mã hóa thì chúng vẫn an toàn, không bị rò rỉ ra bên ngoài vì chỉ những ai có chìa khóa mới có thể đọc được.

- Tính toàn vẹn dữ liệu: Các loại mã hóa thông tin sẽ tiến hành ngăn chặn các cuộc tấn công trên đường truyền dữ liệu để không bất kỳ ai có thể theo dõi hoặc giả mạo dữ liệu đã được mã hóa trên đường truyền.

- Tuân thủ các quy định: Hiện nay, có rất nhiều tổ chức, chính phủ như HIPAA, PCI-DSS và GDPR đã yêu cầu các doanh nghiệp phải mã hóa cho các thông tin, dữ liệu của mình. Điều này sẽ đảm bảo rằng toàn bộ thông tin cá nhân đều được bảo vệ và tuân thủ theo các quy định pháp luật.


Mã hóa là gì?
 

Cách thức hoạt động của mã hóa

Khi dữ liệu đi qua mạng, nó sẽ có nguy cơ bị tin tặc tấn công và lấy cắp bất kỳ lúc nào. Do đó, để đối phó với tình trạng này thì người ta sẽ sử dụng phần mềm hoặc phần cứng để bảo vệ thông tin an toàn, không bị đánh cắp khi đang được truyền tải. Đây cũng được gọi là quá trình mã hóa trong an ninh mạng.

Lúc này, mã hóa sẽ chuyển đổi văn bản thông thường mà con người có thể đọc được thành văn bản mã với các ký tự, giá trị số lộn xộn. Quá trình này sẽ sử dụng khóa mật mã và chỉ người nhận thông tin mới có thể sử dụng khóa để giải mã và chuyển đổi thành dữ liệu gốc có thể đọc được. Tất nhiên, độ phức tạp của các khóa mật mã càng cao thì mức độ an toàn sẽ càng được đảm bảo vì các ứng dụng bên thứ ba sẽ gặp khó khăn trong việc giải mã.

Phân loại các phương pháp mã hóa

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp mã hóa đang được sử dụng phổ biến trên thị trường. Nổi bật trong số đó cần phải kể đến những cái tên sau:

1. Mã hóa cổ điển (Classical cryptography)

Mã hóa cổ điển là phương pháp mã hóa đơn giản nhất khi không cần sử dụng khóa bảo mật. Thay vào đó, nó chỉ cần người gửi và người nhận biết về cách thức mã hóa này là được. Ví dụ, chúng ta có thể thay thế mỗi ký tự trong thông điệp gốc bằng một ký tự khác theo một quy tắc nhất định, điển hình ở đây là quy tắc liền kề.

Chẳng hạn như trong bảng chữ cái, chữ "A" sẽ được thay thế bằng chữ "B", "B" được thay thế bằng chữ "C" hay “C” đổi thành chữ “D” và cứ tiếp tục như vậy. Như vậy, VINA lúc này sẽ được đổi thành XKOB. Người nhận khi nhận được dòng chữ XKOB thì chỉ cần dịch ngược lại là ra nghĩa.

Tuy nhiên, đây là phương pháp mã hóa được đánh giá không an toàn vì nếu có ai đó biết cách giải mã, thông tin có thể bị tiết lộ dễ dàng. Vì thế mà việc bí mật về cách thức mã hóa trở nên rất quan trọng, nhưng không phải ai cũng có thể giữ bí mật được mãi mãi. Điều này vô tình đã tạo ra những rủi ro thông tin, bí mật bị lộ hoặc bị giải mã bởi bất kỳ ai khác gây nguy hiểm cho cá nhân, doanh nghiệp.

2. Mã hóa một chiều (Hashing)

Phương pháp mã hóa này được sử dụng để chuyển đổi thông tin mà không cần phải khôi phục lại dữ liệu gốc ban đầu. Cụ thể, khi bạn đăng nhập vào website phuongnamvina.com và được yêu cầu nhập mật khẩu. Lúc này, mật khẩu mà bạn vừa nhập sẽ ngay lập tức được chuyển thành một chuỗi dài các ký tự khác nhau và chúng ta gọi chung đó là hash function (hàm băm).

Dữ liệu này sẽ được lưu trữ trong database dưới dạng một chuỗi đã được mã hóa thay vì là mật khẩu gốc của bạn để tăng cường bảo mật. Vậy nên mà ngay cả khi hacker có truy cập vào dữ liệu, họ cũng chỉ có thể nhìn thấy chuỗi như GziyHGKDY847bklhuHgHZ chứ không thể khôi phục lại mật khẩu thật của bạn.

Mỗi khi bạn đăng nhập, hàm hash sẽ chuyển đổi mật khẩu thực của bạn thành một chuỗi ký tự và so sánh nó với chuỗi đã được mã hóa trong cơ sở dữ liệu. Nếu thông tin trùng khớp, bạn sẽ được đăng nhập vào còn nếu không, hệ thống sẽ ngay lập tức báo lỗi.

Mã hóa dữ liệu
 

3. Mã hóa đối xứng (Symmetric encryption)

Mã hóa đối xứng cũng giống như việc bạn đang có một bộ chìa khóa để mở cánh cửa ngôi nhà của mình. Nếu bạn có chìa khóa, không khó để bạn có thể mở cửa và vào nhà. Nhưng nếu không, bạn sẽ phải tốn thêm nhiều thời gian và công sức để có thể mở cửa bằng cách khác. Cần lưu ý là mỗi bộ chìa khóa cho mỗi cửa đều là bản duy nhất và không ai có cùng bộ chìa khóa với bạn.

Trong phương pháp mã hóa đối xứng, chìa khóa để mã hóa và giải mã là giống nhau nên vì vậy mà nó được gọi là đối xứng. Để dễ hiểu hơn về cơ chế hoạt động của mã này, các bạn hãy cùng chúng tôi tham khảo ngay ví dụ sau: Chẳng hạn, khi bạn có ý định gửi một tập tin cho ai đó và muốn đảm bảo rằng chỉ họ mới có thể đọc được thì bạn sẽ sử dụng mã hóa đối xứng như sau:

Bước 1: Bạn sử dụng một phương thức đặc biệt để "khóa" tập tin của mình và biến nó thành một dạng văn bản không ai có thể đọc được nếu không có chìa khóa.

Bước 2: Bạn gửi tập tin đã được mã hóa này cho người nhận cùng với một bản sao của chìa khóa.

Bước 3: Người nhận sẽ sử dụng chìa khóa để "mở khóa" tập tin và biến nó trở lại thành dạng đọc được.

4. Mã hóa bất đối xứng (Asymmetric encryption)

Mã hóa bất đối xứng (Asymmetric encryption) hay còn được gọi là mã hóa công khai. Về cơ bản, loại mã hóa này sẽ sử dụng đến hai khóa khác nhau. Trong đó, một khóa được gọi là khóa công khai (public key) và cái còn lại là khóa bí mật (private key). Dữ liệu lúc này sẽ được mã hóa thông qua public key và tất cả mọi người đều sẽ có được key này. Thế nhưng, nếu muốn giải mã được dữ liệu thì người nhận buộc phải có private key.

Để sử dụng mã hóa bất đối xứng, bạn hãy áp dụng theo quy trình sau:

Bước 1: Người nhận tạo ra một cặp khóa (public key và private key). Sau đó, họ sẽ giữ lại private key và chia sẻ public key với người gửi. Điều đặc biệt là public key hoàn toàn có thể được chia sẻ một cách công khai mà không cần bảo mật.

Bước 2: Trước khi gửi tin nhắn, người gửi sử dụng public key từ người nhận để mã hóa dữ liệu.

Bước 3: Người nhận sử dụng private key của mình để giải mã dữ liệu nhận được.

Mã hóa

Những ứng dụng của mã hóa hỗ trợ hoạt động của doanh nghiệp

Với sự phát triển của Internet, xu hướng kinh doanh, hoạt động trên thị trường trực tuyến cùng theo đó mà diễn ra sôi nổi hơn. Vậy nên, để đảm bảo sự riêng tư, an toàn cho mình thì các loại mã hóa dữ liệu ngày càng được ứng dụng phổ biến hơn trong đời sống. Nổi bật cần phải kể đến những ứng dụng dưới đây:

1. HTTPS - Ứng dụng nổi bật của mã hóa

HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure) là một biến thể của giao thức HTTP và được tích hợp SSL (Secure Sockets Layer) để có thể đảm bảo an toàn khi truyền tải dữ liệu trên mạng Internet. Cụ thể, khi truy cập vào một website bất kỳ có sử dụng HTTPS, toàn bộ dữ liệu, thông tin của bạn như: tên tài khoản, thông tin giao dịch, số thẻ ngân hàng,... sẽ được mã hóa và bảo vệ an toàn, tuyệt đối không bị rò rỉ hay làm lộ cho bên thứ ba.

Với vai trò quan trọng như vậy nên trong thời đại công nghệ thông tin phát triển như hiện nay, dịch vụ SSL ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các website để nâng cao sự tín nhiệm từ người dùng nhờ khả năng bảo mật được tăng cường. Do đó, nếu bạn cũng đang có nhu cầu cài đặt chứng chỉ bảo mật SSL cho trang web của mình để tiến hành chuyển đổi từ HTTP sang HTTPS thì hãy liên hệ cho đội ngũ nhân viên hỗ trợ của Phương Nam Vina hoặc gọi số hotline: 0912817117, 0915101017 để được tư vấn chi tiết. Xin cảm ơn!

2. Mã hóa email

Vì email là một phần không thể thiếu trong hoạt động kinh doanh và liên lạc trong nội bộ doanh nghiệp, vì vậy, những kẻ xấu thường tìm cách tấn công vào hệ thống email hoặc lợi dụng những lỗ hổng không may xảy ra. Vậy nên mà sau khi được mã hóa, email sẽ giữ được sự an toàn tuyệt đối trong quá trình di chuyển từ hòm thư của người gửi sang hòm thư của người nhận. Tất nhiên, mọi tác nhân thuộc về bên thứ ba đều sẽ không đọc được nội dung này ngay cả khi họ đã tiếp cận với email.


Mã hóa thông tin
 

3. Big data

Mã hóa big data là một phần quan trọng của việc bảo vệ dữ liệu trong các hệ thống phân tích dữ liệu lớn, đồng thời hỗ trợ đẩy nhanh các hoạt động trên hệ thống đám mây bằng cách đưa dữ liệu làm cơ sở bảo vệ trọng tâm hàng đầu. Vậy nên, mỗi khi có dữ liệu nhạy cảm nào đi qua môi trường đa đám mây thì nó sẽ nhanh chóng được mã hóa thông qua các công nghệ này.

4. Bảo mật thanh toán

Trong kinh doanh, bộ xử lý thanh toán và các doanh nghiệp thường đối mặt với các vấn đề lớn khi cần bảo vệ thông tin quan trọng như dữ liệu thẻ thanh toán, đặc biệt là để tuân thủ các tiêu chuẩn an ninh như PCI DSS và các luật về quyền riêng tư dữ liệu.

Tuy nhiên, một giải pháp hiệu quả để vượt qua những trở ngại này là sử dụng phần mềm mã hóa. Phần mềm này giúp bảo vệ các giao dịch thương mại điện tử từ các điểm bán hàng (POS), trên web và trên các ứng dụng thương mại di động. Bằng cách sử dụng mã hóa, các thông tin quan trọng như thông tin thanh toán sẽ được mã hóa trước khi chuyển đi và đảm bảo rằng chỉ có những người được phép mới có thể đọc được dữ liệu này.


Encryption
 

Mặt trái của mã hóa thông tin

Mã hóa giúp bảo vệ dữ liệu khỏi việc bị đọc trái phép nhưng đôi khi, việc quản lý các "chìa khóa" để mở dữ liệu cũng là một thách thức không nhỏ. Cụ thể, việc quản lý khóa có thể trở nên rắc rối vì cần lưu trữ chúng tại một vị trí nhất định và các hacker thường rất tinh vi trong việc tìm ra nơi lưu trữ đó. Điều này làm tăng độ phức tạp của việc sao lưu và khôi phục dữ liệu vì phải truy cập và thêm các khóa vào máy chủ dự phòng trong trường hợp có sự cố.

Bên cạnh đó, đa số các phương thức tấn công cơ bản vào mã hóa hiện nay thường là Brute Force - tức là kỹ thuật sử dụng các khóa ngẫu nhiên cho đến khi giải mã được. Để đối phó với tình trạng này, chúng ta có thể tăng độ dài và phức tạp của các chìa khóa. Bởi lẽ, mã hóa mạnh hơn sẽ đồng nghĩa với việc hacker cần nhiều tài nguyên và thời gian hơn để phá mã.

Những kỹ thuật tấn công bẻ khóa mã hóa phổ biến nhất hiện nay

Hiện nay, có rất nhiều kỹ thuật đánh cắp mật khẩu phổ biến mà hacker thường sử dụng. Vì vậy, nhiệm vụ của bạn đó là nắm rõ những kỹ thuật này để tìm phương án phòng tránh hiệu quả:

- Tấn công Từ điển: Hacker sử dụng một danh sách các từ/cụm từ phổ biến để thử mật khẩu của bạn. Điều này thường thành công với các mật khẩu đơn giản như "123456", "qwerty",...

- Tấn công Brute Force: Tương tự như kỹ thuật tấn công Từ điển, nhưng hacker sẽ thử mọi ký tự / từ / cụm từ để có thể tìm ra mật khẩu của bạn nên sẽ nguy hiểm hơn.

- Thủ đoạn Lừa đảo (Phishing): Hacker gửi email giả mạo từ tổ chức lớn yêu cầu bạn cung cấp thông tin cá nhân thông qua các đường dẫn giả mạo. Điều này dẫn đến việc lừa đảo và đánh cắp thông tin cá nhân của bạn.

- Tấn công Phi kỹ thuật (Social Engineering): Hacker sử dụng chiêu trò và mánh khóe để lừa người dùng cung cấp thông tin cá nhân hoặc mật khẩu.

- Phương thức Bảng cầu vồng (Rainbow Table): Hacker sử dụng một danh sách các mật khẩu được mã hoá để so sánh với mật khẩu đã bị mã hoá để tìm ra mật khẩu gốc.

- Malware / Keylogger: Hacker sử dụng malware hoặc keylogger để đánh cắp mật khẩu của bạn thông qua việc theo dõi và ghi lại các hoạt động trên máy tính của bạn.

- Phương thức Spidering: Hacker thu thập thông tin từ Internet để tạo ra một "Từ điển" riêng và sử dụng nó để tấn công các tài khoản có liên quan.


Các loại mã hóa
 

Một số câu hỏi thường gặp về mã hóa (encryption)

Bên cạnh những thông tin vừa được chia sẻ, dưới đây còn là một số câu hỏi đang nhận được nhiều sự quan tâm.

1. Loại mã hóa nào là tốt nhất hiện nay?

Hiện nay, không có thuật toán mã hóa nào được coi là tốt nhất mà không thể bị phá vỡ hoặc đánh cắp thông tin. Tuy nhiên, có một số thuật toán mã hóa được coi là khá ổn định và an toàn trong nhiều tình huống.

Trong số các thuật toán mã hóa phổ biến nhất hiện nay, AES (Advanced Encryption Standard) thường được xem là một lựa chọn tốt. AES sử dụng các key mật mã có độ dài khá dài, đồng thời có các vòng lặp và phép thực hiện phức tạp, làm cho việc phá mã trở nên rất khó khăn.

Ngoài ra, thuật toán RSA cũng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong việc tạo và xác thực chữ ký số và trong giao tiếp an toàn qua mạng. RSA dựa trên việc tạo ra các cặp key công khai và bí mật, với quá trình mã hóa và giải mã sử dụng hai key này.

Tuy nhiên, việc chọn thuật toán mã hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mức độ bảo mật yêu cầu, hiệu suất, khả năng tích hợp, và nhiều yếu tố khác. Điều quan trọng là triển khai và sử dụng thuật toán mã hóa một cách đúng đắn và kết hợp với các biện pháp bảo mật khác để đảm bảo an toàn thông tin.

2. Những loại dữ liệu nào cần được mã hóa?

Việc mã hóa dữ liệu là quan trọng để bảo vệ thông tin quan trọng khỏi sự truy cập trái phép. Dưới đây là một số loại dữ liệu mà bạn nên xem xét mã hóa:

- Thông tin cá nhân: Bao gồm tên, địa chỉ, số điện thoại, số CMND, thông tin tài khoản ngân hàng,....

- Dữ liệu y tế: Bao gồm thông tin bệnh án, lịch sử bệnh lý, kết quả xét nghiệm,....

- Dữ liệu tài chính: Bao gồm thông tin thẻ tín dụng, thông tin thanh toán trực tuyến, lịch sử giao dịch ngân hàng,....

- Dữ liệu doanh nghiệp: Bao gồm thông tin khách hàng, hợp đồng, thông tin đội ngũ nhân viên, thông tin sản phẩm hoặc dịch vụ,....

- Dữ liệu quan trọng của chính phủ hoặc tổ chức: Bao gồm thông tin quốc gia, thông tin quân sự, thông tin tình báo,....

3. Làm thế nào để bảo vệ dữ liệu đã được mã hóa khỏi các cuộc tấn công?

Để bảo vệ dữ liệu đã được mã hóa khỏi các cuộc tấn công, bạn có thể thực hiện các biện pháp sau:

- Áp dụng các biện pháp bảo mật bổ sung: Ngoài việc mã hóa dữ liệu, bạn hãy áp dụng các biện pháp bảo mật bổ sung như kiểm soát truy cập, xác thực hai yếu tố và giám sát hệ thống để ngăn chặn tấn công từ các bên không mong muốn.

- Sử dụng phần mềm bảo vệ chống mã độc: Cài đặt và duy trì các phần mềm chống mã độc, phần mềm chống virus để ngăn chặn các loại mã độc có thể chiếm quyền truy cập vào dữ liệu đã mã hóa.

- Cập nhật hệ thống thường xuyên: Đảm bảo rằng tất cả các hệ thống và phần mềm đều được cập nhật đầy đủ với các bản vá bảo mật mới nhất để ngăn chặn các lỗ hổng bảo mật.

- Sao lưu dữ liệu định kỳ: Thực hiện sao lưu dữ liệu định kỳ và lưu trữ sao lưu này ở một nơi an toàn. Nếu dữ liệu được mã hóa bị mất hoặc bị tấn công, sao lưu có thể giúp phục hồi dữ liệu một cách dễ dàng.

- Kiểm tra và giám sát liên tục: Thực hiện kiểm tra và giám sát liên tục để phát hiện sớm các hoạt động không bình thường hoặc các nỗ lực tấn công vào hệ thống và dữ liệu.


Mã hóa đối xứng
 

Trên đây là những thông tin về mã hóa mà Phương Nam Vina muốn chia sẻ đến bạn. Nhìn chung thì trong môi trường Internet đang ngày càng trở nên bùng nổ như hiện, các nguy cơ về rủi ro dữ liệu đang không ngừng tăng cao. Vậy nên mà doanh nghiệp bạn cũng cần phải nhanh chóng triển khai hoặc sử dụng các dịch vụ mã hóa để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho thông tin, dữ liệu của mình.

Tham khảo thêm:

icon thiết kế website 2FA là gì? Lợi ích và cách kích hoạt 2FA Authentication

icon thiết kế website reCAPTCHA là gì? Kiến thức quan trọng Google reCAPTCHA

icon thiết kế website Bảo mật website là gì? Những cách bảo mật website hiệu quả

Bài viết mới nhất

FAQ là gì? Bí quyết xây dựng trang FAQ website hoàn hảo

FAQ là gì? Bí quyết xây dựng trang FAQ website hoàn hảo

Trang FAQ website không chỉ là nơi giải đáp các câu hỏi thường gặp của khách hàng mà còn là cơ hội để bạn củng cố, nâng cao uy tín thương hiệu.

Clean code là gì? Lợi ích và nguyên tắc clean code website

Clean code là gì? Lợi ích và nguyên tắc clean code website

Clean code (mã sạch) là nền tảng quan trọng để phát triển nên những website chuyên nghiệp, chất lượng cao, dễ dàng nâng cấp và bảo trì.

MySQL là gì? Sự khác biệt giữa MySQL và SQL Server

MySQL là gì? Sự khác biệt giữa MySQL và SQL Server

MySQL là hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ mã nguồn mở mạnh mẽ, được sử dụng rộng rãi bởi các doanh nghiệp và lập trình viên trên toàn thế giới.

VPN là gì? Những điều cần biết về Virtual Private Network

VPN là gì? Những điều cần biết về Virtual Private Network

VPN (Virtual Private Network) là công cụ quan trọng giúp bảo vệ quyền riêng tư và tăng cường bảo mật trong môi trường trực tuyến.

Widget là gì? Những điều cần biết về Widget WordPress website

Widget là gì? Những điều cần biết về Widget WordPress website

Widget website không chỉ là tiện ích đơn giản mà còn là công cụ tối ưu mức độ tương tác và thúc đẩy sự quan tâm của người dùng đến nội dung của bạn.

Laravel là gì? Khám phá toàn diện về Laravel framework

Laravel là gì? Khám phá toàn diện về Laravel framework

Laravel là một trong những framework PHP hàng đầu với nhiều tính năng nổi bật giúp bạn phát triển ứng dụng web hiệu quả và linh hoạt.

zalo