Cryptography là gì? Khám phá về thế giới mật mã

Khái quát về Cryptography là gì ?

Khái niệm về Cryptography

Cryptography là một thuật ngữ tiếng Anh được hiểu là “Mật mã học”. Đây là một ngành nghiên cứu về các kỹ thuật liên lạc an toàn chỉ cho phép người gửi và người nhận tin nhắn dự định xem những nội dung của nó. Thuật ngữ này bắt nguồn Hy Lạp tên là kryptos, có nghĩa là ẩn. 

Cryptography liên quan chặt chẽ đến mã hóa, là hành động xáo trộn văn bản thông thường vào cái được gọi là bản mã và sau đó quay lại khi đến nơi.

Ngoài ra, mật mã học cũng gồm việc che giấu thông tin trong hình ảnh bằng cách sử dụng những kỹ thuật như microdots hoặc hợp nhất. Người Ai Cập cổ đại đã biết sử dụng các cách này trong chữ tượng hình phức tạp, và Hoàng đế La Mã Julius Caesar được ghi nhận là người sử dụng một trong những mật mã hiện đại đầu tiên. 

Sử dụng cryptography như thế nào? 

Khi truyền dữ liệu điện tử, việc sử dụng mật mã phổ biến nhất chính là mã hóa và giải mã email. Phương pháp đơn giản nhất là sử dụng hệ thống đối xứng hoặc "khóa bí mật".

Tại đây, các dữ liệu được mã hóa bằng khóa bí mật, sau đó cả tin nhắn được khóa bí mật gửi đến người nhận để giải mã. Vấn đề là nếu tin nhắn bị chặn thì bên thứ ba có mọi thứ họ cần để giải mã và đọc tin nhắn.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà mật mã học đã nghĩ ra một hệ thống "khóa công khai" không đối xứng. Trong trường hợp này, người dùng sẽ có hai khóa là một khóa chung và một khóa riêng.

Người gửi yêu cầu khóa công khai của người nhận, mã hóa tin nhắn và gửi nó cùng. Khi tin nhắn đến, chỉ có khóa riêng của người nhận mới giải mã được nó. 

Phân loại các cryptography 

Khi đã hiểu cryptography là gì, chúng ta sẽ đi phân loại chúng. Có một số cách để phân loại thuật toán mật mã. Đối với mục đích của bài viết này, nó sẽ được phân loại dựa trên số lượng khóa được sử dụng để mã hóa và giải mã, và được xác định thêm bởi ứng dụng và sử dụng của nó. Ba loại thuật toán sẽ được thảo luận ở dưới đây. 

Mật mã khóa bí mật (SKC)

Mật mã này sử dụng một khóa duy nhất cho cả mã hóa và giải mã hay còn được gọi là mã hóa đối xứng. Nó chủ yếu được sử dụng cho sự riêng tư và bảo mật. 

Mật mã khóa công khai (PKC) 

Nó sử dụng một khóa để mã hóa cùng với một khóa khác để giải mã. Mật mã này còn được gọi là mã hóa bất đối xứng chủ yếu được sử dụng để xác thực, không thoái thác cũng như trao đổi khóa. 

Hàm băm

Hàm băm sử dụng một phép biến đổi toán học thành thông tin "mã hóa" không thể đảo ngược được. Nó cung cấp dấu vân tay kỹ thuật số và chủ yếu được sử dụng cho toàn vẹn tin nhắn. 

Chức năng của Cryptography là gì?

Trong dữ liệu và viễn thông, mật mã là rất quan trọng khi giao tiếp trên bất kỳ phương tiện không tin cậy nào, bao gồm bất kỳ mạng nào nhất là Internet. Có năm chức năng chính của mật mã phải nói tới là:

• Quyền riêng tư và bảo mật: Chức năng này đảm bảo rằng không ai có thể đọc được tin nhắn ngoại trừ người nhận dự định. 
• Xác thực: Xác thực là quá trình chứng minh danh tính của một người để tránh gặp phải đối tượng giả mạo. 
• Tính toàn vẹn: Là chức năng đảm bảo người nhận rằng tin nhắn đã nhận không bị thay đổi so với bản gốc. 
• Không thoái thác: Đây là một cơ chế để chứng minh rằng người gửi thực sự đã gửi tin nhắn này. 
• Trao đổi khóa: Chức năng này là một phương thức mà các khóa mật mã được chia sẻ giữa người gửi và người nhận. 

Trong mật mã, dữ liệu không được mã hóa thì được gọi là bản rõ. Bản rõ được mã hóa thành bản mã và lần lượt sẽ được giải mã trở lại thành bản rõ có thể sử dụng được.

Việc mã hóa và giải mã dựa trên loại sơ đồ mã hóa đang được sử dụng và một vài dạng khóa. Vì điều này, có các chức năng khác có thể được hỗ trợ bởi tiền điện tử và các điều khoản khác mà người ta có thể nghe thấy là.  

Chuyển tiếp bí mật 

Tính năng này giúp bảo vệ các phiên được mã hóa trong quá khứ khỏi sự thỏa hiệp ngay cả khi máy chủ giữ tin nhắn đã bị xâm phạm. Điều này được thực hiện bằng cách tạo một khóa khác cho mỗi phiên để việc thỏa hiệp một khóa duy nhất sẽ không đe dọa toàn bộ thông tin liên lạc. 

Bảo mật hoàn hảo

Một hệ thống sẽ không thể phá vỡ và trong đó bản mã truyền tải không có thông tin về bản rõ hoặc khóa. Để đạt được bảo mật hoàn hảo, khóa tối thiểu cũng phải dài bằng bản rõ, khiến cho việc phân tích hay  thậm chí các cuộc tấn công vũ phu là không thể. Miếng đệm một lần là một ví dụ rõ nhất về một hệ thống như vậy

Xác thực từ chối 

Phương thức mà người tham gia trao đổi tin nhắn cho nhau có thể được đảm bảo về tính xác thực của tin nhắn nhưng theo cách đó, người gửi sau đó có thể từ chối một cách hợp lý sự tham gia của họ với bên thứ ba. 

Cuối cùng, mật mã liên quan chặt chẽ nhất tới sự phát triển và tạo ra các thuật toán được sử dụng để mã hóa và giải mã tin nhắn, trong khi đó, mật mã học là khoa học phân tích và phá vỡ những sơ đồ mã hóa. Mật mã học là một thuật ngữ đề cập đến nghiên cứu rộng rãi về văn bản bí mật bao gồm cả mật mã và mật mã học. 

Khám phá về các mật mã cổ điển 

Các loại mật mã cổ điển chính là các mật mã hoán vị và mật mã thay thế, thay thế một cách có hệ thống các chữ cái hoặc nhóm chữ với các chữ cái hoặc nhóm chữ khác.

Ví dụ như 'helloworld' trở thành 'ehlol owrdl' trong sơ đồ sắp xếp hay “bay cùng một lúc” trở thành 'gmz bu podf' bằng cách thay thế từng chữ cái bằng chữ cái theo sau trong bảng chữ cái Latinh. 

Mật mã thay thế sớm chính là Mật mã Caesar, trong đó mỗi chữ cái trong bản rõ sẽ được thay bằng một chữ cái một số vị trí cố định nằm xa hơn ở trong bảng chữ cái. Suetonius báo cáo rằng Julius Caesar đã sử dụng mật mã này với sự thay đổi của ba người để liên lạc với các tướng của mình. 

Người Hy Lạp thời cổ đại được cho là đã biết về mật mã. Steganography cũng được phát triển đầu tiên trong thời cổ đại. Một ví dụ ban đầu, từ Herodotus, là một thông điệp được xăm trên đầu cạo của các nô lệ và che giấu dưới mái tóc hối hận. Các ví dụ hiện đại hơn về steganography gồm việc sử dụng mực vô hình, microdots hay hình mờ kỹ thuật số để che giấu thông tin. 

Tại Ấn Độ, có hai mật mã lâu đời là Kautiliyam và Mulattediya. Trong Kautiliyam, việc thay thế chữ mật mã dựa trên các quan hệ ngữ âm, chẳng hạn như các nguyên âm trở thành các phụ âm. Trong Mulattediya, mật mã bao gồm các chữ cái ghép nối và sử dụng các chữ cái đối ứng.

Tổng kết  

Hy vọng những chia sẻ hữu ích trên đã giúp bạn hiểu rõ về cryptography là gì và những thông tin liên quan về ngành mật mã học - một ngành được coi là đầy sự bí ẩn và “đau đầu”. Đừng quên theo dõi các bài viết khác của chúng tôi để học thêm những điều bổ ích mới.