Hệ thống mật mã hiện được chia thành hai lĩnh vực nghiên cứu chính: mật mã đối xứng và mật mã bất đối xứng. Mật mã đối xứng thường đồng nghĩa với mã hóa đối xứng và mật mã bất đối xứng bao gồm hai trường hợp sử dụng chính: mã hóa bất đối xứng và chữ ký số.

Do đó, chúng ta có thể nhóm các khái niệm này như sau:

• Mật mã khóa đối xứng 
  • Mã hóa đối xứng
  • Mật mã bất đối xứng (hoặc mã hóa khóa chung)
    • Mã hóa bất đối xứng (hoặc mã hóa khóa chung)
    • Chữ ký số (có thể bao gồm cả Có thể không bao gồm mã hóa)

  Bài viết này sẽ tập trung vào các thuật toán mã hóa đối xứng và bất đối xứng.

  
  

  Mã hóa đối xứng và mã hóa bất đối xứng

  Các thuật toán mã hóa thường được chia thành hai loại, gọi là Đối xứng và mã hóa bất đối xứng. Sự khác biệt cơ bản giữa hai thuật toán mã hóa này là thuật toán mã hóa đối xứng sử dụng một khóa duy nhất, trong khi mã hóa bất đối xứng sử dụng hai khóa khác nhau nhưng có liên quan với nhau. Mô tả về sự khác biệt này, mặc dù rất đơn giản, nhưng giải thích rõ ràng sự khác biệt về chức năng và cách sử dụng giữa hai công nghệ mã hóa. .

  
  

  Hiểu khóa mã hóa

  Trong mật mã, thuật toán mã hóa tạo ra một số bit Ký tự khóa được sử dụng để mã hóa và giải mã một phần thông tin. Cách sử dụng các khóa này cũng minh họa sự khác biệt giữa mã hóa đối xứng và bất đối xứng.

  Trong khi các thuật toán mã hóa đối xứng sử dụng cùng một khóa để thực hiện mã hóa và giải mã thì ngược lại, thuật toán mã hóa bất đối xứng sử dụng một khóa để mã hóa dữ liệu và một khóa khác để giải mã dữ liệu. . Trong hệ thống mã hóa bất đối xứng, khóa dùng để mã hóa được gọi là khóa chung và có thể được chia sẻ với người khác. Mặt khác, khóa dùng để giải mã là khóa riêng và cần được giữ bí mật.

  Ví dụ: nếu Alice gửi cho Bob một tin nhắn được mã hóa bằng thuật toán đối xứng, cô ấy cần chia sẻ khóa mã hóa mà cô ấy đã sử dụng để mã hóa với Bob để anh ấy có thể giải mã tin nhắn. Điều này có nghĩa là nếu kẻ tấn công chặn được khóa, chúng có thể dễ dàng truy cập thông tin được mã hóa.

  Tuy nhiên, nếu Alice sử dụng thuật toán mã hóa bất đối xứng, cô ấy sẽ sử dụng khóa chung của Bob để mã hóa tin nhắn và Bob có thể sử dụng khóa riêng của anh ấy để giải mã tin nhắn. Do đó, mã hóa bất đối xứng cung cấp mức độ bảo mật cao hơn vì ngay cả khi ai đó chặn tin nhắn của họ và lấy được khóa chung của Bob, họ cũng không thể giải mã tin nhắn.

  
  

  Độ dài khóa

  Một điểm khác biệt về chức năng khác giữa mã hóa đối xứng và bất đối xứng là Độ dài của khóa khóa được đo bằng bit và liên quan trực tiếp đến mức độ bảo mật được cung cấp bởi mỗi thuật toán mã hóa.

  Trong mã hóa đối xứng, khóa được chọn ngẫu nhiên và độ dài của nó thường được đặt thành 128 hoặc 256 bit, tùy thuộc vào mức độ bảo mật mong muốn. Tuy nhiên, trong mã hóa bất đối xứng, khóa chung và khóa riêng có liên quan về mặt toán học, nghĩa là có một kết nối số học giữa hai khóa này. Kẻ tấn công có thể khai thác mẫu này để bẻ khóa văn bản mã hóa, do đó, khóa bất đối xứng yêu cầu độ dài khóa dài hơn để cung cấp cùng mức độ bảo mật. Sự khác biệt về độ dài khóa đáng kể đến mức khóa đối xứng 128 bit và khóa bất đối xứng 2.048 bit cung cấp mức độ bảo mật gần như nhau.

   

  So sánh ưu và nhược điểm

  Một trong hai cái này khác nhau các loại thuật toán mã hóa theo thời gian, có ưu nhược điểm khác nhau. Các thuật toán mã hóa đối xứng hoạt động nhanh chóng và yêu cầu ít tài nguyên máy tính hơn, nhưng nhược điểm chính của chúng là việc phân phối khóa. Vì cùng một khóa được sử dụng khi mã hóa và giải mã thông tin nên khóa đó phải được phân phối cho những người cần truy cập dữ liệu, điều này tạo ra rủi ro bảo mật (như đã đề cập trước đó).

  Ngược lại, mã hóa bất đối xứng sử dụng khóa chung để mã hóa và khóa riêng để giải mã nhằm giải quyết vấn đề phân phối khóa. Tuy nhiên, sự đánh đổi là các hệ thống mã hóa bất đối xứng chạy rất chậm so với mã hóa đối xứng và yêu cầu nhiều tài nguyên máy tính hơn do độ dài khóa rất dài của chúng.

  
  

  Các trường hợp ứng dụng

  Mã hóa đối xứng

  Mã hóa đối xứng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống máy tính hiện đại để bảo vệ thông tin do tốc độ tính toán nhanh hơn. Ví dụ: chính phủ Hoa Kỳ sử dụng Tiêu chuẩn mã hóa nâng cao (AES) để mã hóa và phân loại thông tin bảo mật. AES thay thế Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu (DES) trước đây, được phát triển vào những năm 1970 và là tiêu chuẩn cho mã hóa đối xứng.

  
  

  Mã hóa bất đối xứng

  Mã hóa bất đối xứng thường được sử dụng cho một số lượng lớn người dùng cần mã hóa và giải mã cùng lúc Trong các hệ thống có tin nhắn hoặc dữ liệu, đặc biệt khi tốc độ tính toán và tài nguyên máy tính đủ. Trường hợp sử dụng phổ biến của hệ thống này là email được mã hóa, trong đó khóa chung có thể được sử dụng để mã hóa tin nhắn và khóa riêng có thể được sử dụng để giải mã nó.

  
  

  Hệ thống mã hóa lai

  Trong nhiều ứng dụng, mã hóa đối xứng và bất đối xứng được sử dụng cùng nhau . Các ví dụ điển hình của các hệ thống kết hợp như vậy là các giao thức mã hóa Lớp cổng bảo mật (SSL) và Bảo mật lớp vận chuyển (TLS), được sử dụng để cung cấp thông tin liên lạc an toàn trong Internet. Giao thức SSL hiện được coi là không an toàn và nên ngừng sử dụng. Ngược lại, giao thức TLS hiện được coi là an toàn và được sử dụng rộng rãi bởi các trình duyệt web lớn.

  
  

  Tiền điện tử có sử dụng mật mã không?

  Công nghệ mã hóa được sử dụng trong nhiều loại tiền điện tử cung cấp mức độ bảo mật cao hơn cho người dùng cuối. Ví dụ: khi người dùng đặt mật khẩu cho ví tiền điện tử của họ, thuật toán mã hóa sẽ được sử dụng để mã hóa bằng mật mã các tệp được sử dụng để truy cập phần mềm.

  Tuy nhiên, vì Bitcoin và các loại tiền điện tử khác sử dụng khóa chung và khóa riêng nên có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng hệ thống chuỗi khối sử dụng thuật toán mã hóa bất đối xứng. Như đã đề cập trước đó, mã hóa bất đối xứng và chữ ký số là hai trường hợp sử dụng chính của mật mã bất đối xứng (mã hóa khóa chung).

  Do đó, không phải tất cả các hệ thống chữ ký số đều sử dụng công nghệ mã hóa, ngay cả khi chúng sử dụng khóa chung và khóa riêng. Trên thực tế, có thể chỉ cần ký điện tử vào một tin nhắn mà không cần mã hóa nó. RSA là một thuật toán ví dụ để ký các tin nhắn được mã hóa, nhưng thuật toán chữ ký số được Bitcoin sử dụng (được gọi là ECDSA) hoàn toàn không sử dụng mã hóa.

  
  

  Tóm tắt ý tưởng

  Trong thời đại kỹ thuật số ngày nay, mã hóa đối xứng và bất đối xứng là Nó đóng một vai trò quan trọng vai trò trong việc bảo vệ thông tin nhạy cảm và truyền thông mạng. Mặc dù cả hai đều hữu ích nhưng mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng, khiến chúng phù hợp với các trường hợp sử dụng khác nhau. Với sự phát triển không ngừng của mật mã, mật mã có thể được sử dụng để chống lại nhiều mối đe dọa mới và phức tạp hơn.Mã hóa đối xứng và bất đối xứng cũng liên quan chặt chẽ đến bảo mật máy tính.