Tổng hợp một số thuật toán mã hóa phổ biến
5 thuật toán mã hóa phổ biến bạn nên biết
Bạn đã từng nghe hoặc sử dụng mã hóa và biết tầm quan trọng của nó như thế nào.
Phần lớn các dịch vụ Internet sử dụng mã hóa để giữ thông tin người dùng an
toàn. Tuy nhiên, mã hóa vẫn là một thứ gì đó khó hiểu. Có nhiều loại mã hóa và
được sử dụng với nhiều mục đích. Làm thế nào bạn biết được kiểu mã hóa "tốt
nhất”? Chúng ta hãy xem xét cách thức hoạt động của một số loại mã hóa chính
sau đây nhé và lý do tại sao bạn không nên tạo mã hóa của riêng mình.
So sánh kiểu mã hóa với độ mạnh mã hóa
Những thuật ngữ mã hóa như kiểu mã hóa, thuật toán mã hóa và độ mạnh mã hóa
thường khiến người dùng nhầm lẫn, hãy phân tích nó nhé:
Kiểu mã hóa: là loại mã hóa liên quan đến cách mã hóa được hoàn thành.
Ví dụ, mã hóa đối xứng (asymmetric cryptography) là một trong những kiểu
mã hóa phổ biến nhất trên Internet.
Thuật toán mã hóa: Khi nói về độ mạnh mã hóa, chúng ta thường nói về
một thuật toán mã hóa cụ thể. Các thuật toán có tên thú vị như Triple DES,
RSA hoặc AES. Tên thuật toán mã hóa thường đi kèm với giá trị bằng số,
như AES-128. Con số này đề cập đến kích thước khóa mã hóa và xác định
thêm độ mạnh của thuật toán.
5 thuật toán mã hóa phổ biến nhất
Các loại mã hóa tạo thành nền tảng cho thuật toán mã hóa, trong khi thuật toán mã
hóa chịu trách nhiệm về độ mạnh mã hóa. Chúng ta nói về độ mạnh mã hóa theo
bit. Dưới đây là một số thuật toán mã hóa phổ biến nhất.
1. Data Encryption Standard (Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu - DES)
Data Encryption Standard là tiêu chuẩn mã hóa ban đầu của chính phủ Mỹ. Ban
đầu nó được cho là không thể phá vỡ nhưng sự ra tăng về sức mạnh máy tính và
giảm chi phí phần cứng đã khiến mã hóa 56-bit lỗi thời. Điều này đặc biệt đúng với
dữ liệu nhạy cảm.
John Gilmore, người đồng sáng lập EFF, đứng đầu dự án Deep Crack, đã nói: “Khi
thiết kế hệ thống an toàn và cơ sở hạ tầng cho xã hội, hãy lắng nghe các nhà mật
mã học, chứ không phải các chính trị gia”. Ông cảnh báo cho những người sử dụng
mã hóa DES để lưu trữ dữ liệu riêng tư rằng thời gian kỷ lục để crack DES ngắn,
do đó nên cẩn thận khi dùng.
Tuy nhiên, bạn vẫn sẽ tìm thấy DES trong nhiều sản phẩm vì nó mã hóa ở mức độ
thấp dễ thực hiện mà không đòi hỏi một lượng lớn công suất tính toán.
2. TripleDES
TripleDES (đôi khi được viết là 3DES hoặc TDES) là phiên bản DES mới hơn, an
toàn hơn. Khi DES bị crack trong thời gian chưa đầy 23 giờ, người ta nhận ra vấn
đề, do vậy, đây là lý do mà TripleDES được sinh ra. TripleDES tăng tốc quy trình
mã hóa bằng cách chạy DES ba lần.
Dữ liệu được mã hóa, giải mã và sau đó được mã hóa một lần nữa, đem đến độ dài
khóa hiệu quả là 168 bit. Nó đủ dài cho những dữ liệu nhạy cảm nhất. Tuy nhiên,
mặc dù TripleDES dài hơn tiêu chuẩn DES nhưng nó cũng có những sai sót.
TripleDES có ba tùy chọn khóa:
Tùy chọn Key 1: Tất cả ba khóa đều độc lập. Phương pháp này cung cấp
cường độ khóa mạnh nhất: 168 bit.
Tùy chọn Key 2: Key 1 và Key 2 là độc lập, trong khi Key 3 giống với Key
1. Phương pháp này cung cấp cường độ khóa hiệu quả là 112 bit (2 × 56 =
112).
Tùy chọn Key 3: Cả ba khóa đều giống nhau. Phương pháp này cung cấp
khóa 56 bit.
Tùy chọn Key 1 là mạnh nhất. Tùy chọn Key 2 không mạnh, nhưng vẫn cung cấp
sự bảo vệ nhiều hơn gấp hai lần so với mã hóa DES. TripleDES là một thuật toán
mã hóa khối, nghĩa là dữ liệu được mã hóa theo một kích thước khối cố định. Tuy
nhiên, kích thước khối TripleDES nhỏ 64 bit, làm cho nó hơi nhạy cảm với các
cuộc tấn công nhất định (như xung đột khối).
3. RSA
RSA (được đặt tên theo người sáng tạo của nó là Ron Rivest, Adi Shamir và
Leonard Adleman) là một trong những thuật toán mã hóa khóa công khai đầu tiên.
Nó sử dụng hàm mã hóa bất đối xứng một chiều.
Thuật toán RSA được sử dụng rộng rãi trên Internet. Nó là tính năng chính của
nhiều giao thức bao gồm SSH, OpenPGP, S/MIME và SSL/TLS. Ngoài ra, trình
duyệt sử dụng RSA để thiết lập giao tiếp an toàn qua mạng không an toàn.
RSA vẫn rất phổ biến do độ dài khóa của nó. Một khóa RSA thường dài 1024 hoặc
2048 bit. Tuy nhiên, các chuyên gia bảo mật tin rằng không mất nhiều thời gian để
crack RSA 1024 bit, do đó nhiều tổ chức phải chuyển sang khóa 2048 bit mạnh mẽ
hơn.
4. Advanced Encryption Standard (Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến - AES)
Advanced Encryption Standard (AES) hiện là tiêu chuẩn mã hóa của Chính phủ
Hoa Kỳ sử dụng. Nó dựa trên thuật toán Rijndael được phát triển bởi hai nhà mật
mã người Bỉ, Joan Daemen và Vincent Rijmen. Các nhà mật mã học người Bỉ đã
gửi thuật toán của họ đến Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật Quốc gia (National Institute
of Standards and Technology - NIST), cạnh tranh với 14 thuật toán mã hóa khác để
trở thành kiểu mật mã tiếp theo sau DES. Rijndael “thắng” và được chọn là thuật
toán AES được đề xuất vào tháng 10 năm 2000.
AES là thuật toán khóa đối xứng và sử dụng mật mã khối đối xứng. Nó bao gồm ba
kích thước chính: 128, 192 hoặc 256 bit. Hơn nữa, có các vòng mã hóa khác nhau
cho mỗi kích thước khóa. Một vòng là quá trình chuyển văn bản thô thành văn bản
mã hóa. Đối với 128-bit, có 10 vòng (round); 192-bit có 12 vòng, và 256-bit có 14
vòng.
Có những cuộc tấn công lý thuyết chống lại thuật toán AES, nhưng tất cả đều yêu
cầu lưu trữ dữ liệu cụ thể và thời gian nhất định, do đó không khả thi trong thời
điểm hiện tại. Ví dụ, một cuộc tấn công vào mã hóa AES cần 38 nghìn tỷ dữ liệu,
nhiều hơn tất cả dữ liệu được lưu trữ trên tất cả các máy tính trên toàn thế giới
trong năm 2016. Ước tính thời gian cần thiết để tạo tấn công brute-force khóa
AES-128 là hàng tỷ năm.
Như vậy, chuyên gia mật mã Bruce Schneier không “tin rằng ai có thể khám phá ra
một cuộc tấn công đọc được lưu lượng truy cập Rijndael”. Thuật toán mã hóa
Twofish của Schneiers (được thảo luận dưới đây) là một đối thủ của Rijndael trực
tiếp trong cuộc cạnh tranh để chọn thuật toán an ninh quốc gia mới.
5. Twofish
Twofish là tiêu chuẩn được lọt vào "vòng chung kết" trong cuộc tuyển chọn thuật
toán an ninh quốc gia và thua Rijndael. Thuật toán Twofish hoạt động với các kích
thước khóa 128, 196 và 256 bit và có cấu trúc khóa phức tạp khiến nó khó có thể bị
bẻ khóa.
Các chuyên gia bảo mật coi Twofish là một trong những thuật toán mã hóa nhanh
nhất và là một lựa chọn tuyệt vời cho cả phần cứng và phần mềm. Hơn nữa, mật
mã Twofish miễn phí cho tất cả người dùng. Nó xuất hiện trong một số phần mềm
mã hóa miễn phí tốt nhất, chẳng hạn như VeraCrypt (mã hóa ổ đĩa), PeaZip (file
lưu trữ) và KeePass (quản lý mật khẩu nguồn mở), cũng như tiêu chuẩn OpenPGP.
Tại sao không nên tạo thuật toán mã hóa riêng?
Bạn đã thấy một số thuật toán mã hóa tốt nhất, bởi vì về cơ bản chúng không thể
phá vỡ, ít nhất trong thời gian này. Các thuật toán mã hóa này được thử nghiệm với
sự kết hợp của các máy tính mạnh nhất cùng với những bộ não thông minh nhất.
Các thuật toán mã hóa mới phải trải qua một loạt các thử nghiệm nghiêm ngặt.
Lấy thuật toán AES làm ví dụ:
NIST đã kêu gọi các nhà mã hóa tạo ra các thuật toán mã hóa mới vào tháng
9 năm 1997.
NIST đã nhận được 15 thuật toán AES tiềm năng vào tháng 8 năm 1998.
Tại một hội nghị vào tháng 4 năm 1999, NIST đã chọn năm thuật toán cuối
cùng: MARS, RC6, Rijndael, Serpent và Twofish.
NIST tiếp tục kiểm tra và nhận các ý kiến đóng góp, chỉ dẫn từ cộng đồng
mật mã cho đến tháng 5 năm 2000.
Vào tháng 10 năm 2000, NIST đã xác nhận Rijndael là AES tiềm năng, sau
đó bắt đầu một giai đoạn tư vấn khác.
có thể bạn quan tâm
Trình bày chi tiết về bài toán lựa chọn đơn vị trong tổng hợp ghép nối...
69
807
360
Kỹ thuật
69
(New)
Tổng hợp các thuật toán sắp xếp cơ bản
10
596
296
Lập trình
10
(New)
TỔNG QUAN MỘT SỐ KĨ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỐ, TỔNG QUAN MỘT SỐ KĨ THUẬT ĐIỀU...
66
851
440
Kỹ thuật
66
(New)
Tổng hợp thủ thuật bảo vệ máy tính của bạn an toàn khỏi các cuộc tấn c...
8
909
198
An ninh, bảo mật
8
(New)
Biến toàn cục, biến cục bộ, biến nonlocal trong Python
4
1.442
363
Lập trình
4
(New)
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật điện: Tổng quan về kỹ thuật WiMAX và giải ph...
93
773
364
Thạc sĩ cao học
93
(New)
Tìm hiểu về thuật toán và thuật giải
97
2.150
442
Cơ sở dữ liệu
97
(New)
Tổng hợp các thủ thuật Facebook hữu ích
14
703
190
Tài liệu CNTT khác
14
(New)
thông tin tài liệu
Tài liệu cung cấp 5 thuật toán mã hóa mà bạn nên biết
Mở rộng để xem thêm
từ khóa liên quan
tài liệu mới trong mục này
tài liệu hot trong mục này
tài liệu giúp tôi
Nếu bạn không tìm thấy tài liệu mình cần có thể gửi yêu cầu ở đây để chúng tôi tìm giúp bạn!
xem nhiều trong tuần
Giáo trình Quản trị học của Đại học kinh tế quốc dân
Tâm lý xã hội VÀ Hệ tư tưởng
Mẫu slide chủ đề âm nhạc
Tham khảo 12 bài tập nguyên lý thống kê có lời giải
4 đề thi học sinh giỏi Toán lớp 2, có đáp án kèm theo
Các hiệu ứng HTML cho trang web
yêu cầu tài liệu
Giúp bạn tìm tài liệu chưa có
×
