Mã hóa là gì? Tìm hiểu các phương pháp mã hóa phổ biến

Cùng với sự bùng nổ của internet, việc truy cập, chia sẻ dữ liệu ngày càng nhanh chóng và thuận tiện, từ đó làm xuất hiện nhiều hơn các cuộc tấn công mạng và đánh cắp thông tin. Vì vậy, việc bảo mật thông tin là một trong những yếu tố then chốt để bảo vệ dữ liệu cá nhân và doanh nghiệp khỏi các mối đe dọa tiềm ẩn. Một trong những thuật toán mã hóa phổ biến nhất chính là mã hóa dữ liệu. Vậy mã hóa là gì và có các phương pháp mã hóa dữ liệu thông dụng nào hiện nay? Hãy cùng Học Viện Công Nghệ Thông Tin Á Âu tìm hiểu chi tiết thông qua bài viết sau đây.

Mã hóa dữ liệu giúp doanh nghiệp bảo vệ hệ thống thông tin được an toàn và hiệu quả,

tránh nguy cơ bị đánh cắp dữ liệu (Ảnh: Internet)

Mã hóa là gì?

Mã hóa dữ liệu là quá trình biến đổi thông tin từ dạng đơn giản sang dạng phức tạp để bảo vệ dữ liệu khỏi nguy cơ truy cập trái phép từ bên thứ ba. Hiểu đơn giản, mã hóa là quá trình biến đổi thông tin từ dạng dễ hiểu sang dạng mã hóa code hoặc các ký tự đặc biệt. Khi dữ liệu đã được mã hóa nguồn, chỉ những người có khóa giải mã mới có thể chuyển đổi dữ liệu trở lại dạng ban đầu. Đây được xem là nghiệp vụ không thể nào thiếu của ngành an ninh mạng.

Mã hóa là quy trình quan trọng trong việc bảo mật dữ liệu của mọi tổ chức (Ảnh: Internet)

Bản thân việc mã hóa dữ liệu không phải là cách thức để ngăn chặn hành vi đánh cắp thông tin, tuy nhiên phương thức này có thể ngăn bên thứ ba dù có đánh cắp được dữ liệu cũng không thể khai thác được nội dung ẩn chứa trong đó vì chúng đã được chuyển hóa thành các dạng ký tự đặc biệt. Vì thế, mã hóa dữ liệu là cách bảo vệ hệ thống thông tin an toàn và hiệu quả, được ứng dụng rất phổ biến trong những môi trường kinh doanh mang tính cạnh tranh cao.

Tại sao mã hóa dữ liệu lại quan trọng?

Mã hóa dữ liệu là một thuật ngữ quan trọng trong việc bảo vệ các dữ liệu quan trọng của doanh nghiệp như kế hoạch kinh doanh, hợp đồng, tài liệu nghiên cứu… nhằm ngăn chặn hành vi gián điệp và đánh cắp thông tin của hacker.

Mã hóa thông tin và nén dữ liệu giúp ngăn chặn tội phạm mạng, tăng cường tính bảo mật cho dữ liệu, thậm chí nếu hệ thống dữ liệu bị đánh cắp nhưng nội dung đã được mã hóa thì dữ liệu vẫn sẽ được bảo mật. Chỉ những người có khóa giải mã hợp lệ mới có thể truy cập và đọc được dữ liệu gốc.

Các quy định pháp luật về bảo mật dữ liệu như GDPR, HIPAA, PCI-DSS ở châu Âu và Hoa Kỳ luôn yêu cầu các tổ chức phải bảo vệ dữ liệu cá nhân của người dùng. Vì thế, mã hóa là một phương pháp quan trọng để các tổ chức đảm bảo tuân thủ các quy định này.

Các phương pháp mã hóa dữ liệu phổ biến và thông dụng

Mã hóa cổ điển

Mã hóa cổ điển là kỹ thuật mã hóa dữ liệu xuất hiện đầu tiên, có thuật toán mã hóa đơn giản, đồng nghĩa với việc có độ bảo mật thấp trong thời đại công nghệ ngày càng tân tiến và phức tạp như hiện nay.

Trong đó, mã hóa Caesar, hay còn được gọi là mật mã dịch chuyển là một trong những kỹ thuật mã hóa cổ điển được biết đến nhiều nhất. Nguyên lý hoạt động của phương thức này là bên A sẽ mã hóa dữ liệu theo một công thức nhất định, sau đó bàn giao dữ liệu và thuật toán để bên B giải mã và đọc được nội dung của dữ liệu gốc.

Việc giữ bí mật thuật toán giải mã trở nên rất quan trọng trong kỹ thuật mã hóa cổ điển (Ảnh: Internet)

Mặc dù các loại mã hóa dữ liệu cổ điển này không còn được sử dụng rộng rãi do tính bảo mật thấp so với các thuật toán hiện đại nhưng chúng vẫn đóng vai trò quan trọng trong lịch sử phát triển của mật mã học. Những kỹ thuật này đã đặt nền móng cho sự phát triển của các hệ thống mã hóa phức tạp hơn, đảm bảo an ninh thông tin trong thời đại kỹ thuật số ngày nay.

Mã hóa một chiều (Hash)

Đúng như tên gọi, mã hóa một chiều là phương pháp mã hóa mà người dùng cần biến đổi thông tin nhưng không cần dịch lại nguyên bản gốc. Điều đặc biệt của mã hóa một chiều là quá trình này không thể đảo ngược, nghĩa là dữ liệu sau khi đã được mã hóa sẽ không có một thuật toán nào có thể giải mã để khôi phục lại dữ liệu như ban đầu.

Ví dụ, khi bạn đăng nhập mật khẩu vào một trang web bất kỳ, mật khẩu thô mà bạn nhập sẽ được mã hóa thành một chuỗi dài các ký tự đặc biệt. Khi đó, hacker có trộm thông tin thì cũng chỉ nhận được kết quả là những dòng ký tự như Hgjdskdghfgdnjhdhjg chứ không biết được mật khẩu thật sự của bạn là gì.

Các hàm MD5, SHA-1, SHA-2, SHA-3 được sử dụng rộng rãi trong phương pháp mã hóa một chiều (Ảnh: Internet)

Mã hóa dữ liệu một chiều đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của bảo mật thông tin, từ việc bảo vệ mật khẩu đến xác thực dữ liệu và kiểm tra tính toàn vẹn. Vì thế, kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi để bảo vệ và xác thực thông tin trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Mã hóa đối xứng

Mã hóa đối xứng là một phương pháp mã hóa dữ liệu phổ biến, trong đó có cùng một khóa duy nhất được sử dụng cho cả quá trình mã hóa và giải mã. Vì chìa khóa để mã hóa và giải mã là như nhau nên phương pháp này mới được gọi là mã hóa dữ liệu đối xứng.

Khóa là mấu chốt để người gửi và người nhận dữ liệu cùng bắt đầu quá trình mã hóa và giải mã dữ liệu. Độ bảo mật của mã hóa đối xứng phụ thuộc vào việc giữ bí mật khóa. Nếu khóa bị lộ, kẻ tấn công có thể truy cập và giải mã dữ liệu.

Mã hóa đối xứng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng bảo mật nhờ vào tính đơn giản và hiệu suất cao (Ảnh: Internet)

Mã hóa bất đối xứng

Khác với mã hóa đối xứng, mã hóa bất đối xứng sử dụng hai khóa hoàn toàn khác nhau được chia thành một khóa công khai (public key) và một khóa riêng tư (private key). Khóa công khai được dùng để mã hóa dữ liệu trong khi khóa riêng tư được dùng để giải mã dữ liệu.

Mã hóa bất đối xứng là một phương pháp mạnh mẽ và an toàn để bảo vệ dữ liệu trong môi trường số. Với việc sử dụng hai khóa khác nhau cho mã hóa và giải mã, mã hóa bất đối xứng không chỉ giải quyết vấn đề phân phối khóa mà còn cung cấp các chức năng bảo mật quan trọng như chữ ký số, xác thực danh tính…

Mã hóa bất đối xứng đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo mật thông tin hiện đại (Ảnh: Internet)

Ứng dụng của mã hóa dữ liệu

Mã hóa dữ liệu là một trong những công nghệ cốt lõi để bảo vệ thông tin trong môi trường kỹ thuật số. Một số ứng dụng cụ thể của mã hóa dữ liệu bao gồm:

Bảo mật mạng: Sử dụng mã hóa để bảo vệ dữ liệu truyền qua các mạng công cộng, đảm bảo tính riêng tư và an toàn cho người dùng khi truy cập internet.
Giao dịch tài chính: Mã hóa dữ liệu được sử dụng để bảo vệ thông tin tài khoản, chi tiết thanh toán và giao dịch của khách hàng khỏi các cuộc tấn công mạng.
Lưu trữ đám mây: Tính năng mã hóa dữ liệu được tích hợp vào các dịch vụ điện toán đám mây để bảo vệ thông tin người dùng trong quá trình lưu trữ, bảo mật dữ liệu.
Ứng dụng di động: Mã hóa dữ liệu trên các ứng dụng di động giúp hỗ trợ bảo vệ thông tin, tài khoản người dùng trên các app được cài đặt trong điện thoại.

Mã hóa dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong bảo mật thông tin, bảo vệ dữ liệu cá nhân và doanh nghiệp khỏi những rủi ro và nguy cơ bị đánh cắp thông tin. Việc chọn lựa ứng dụng mã hóa phù hợp tùy thuộc vào yêu cầu về bảo mật, hiệu suất và loại dữ liệu cần mã hóa. Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về mã hóa và các phương pháp mã hóa dữ liệu thông dụng hiện nay. Đừng quên theo dõi các bài viết tiếp theo của Học Viện Công Nghệ Thông Tin Á Âu để cập nhật thêm nhiều thông tin và giải pháp công nghệ tiên tiến nhất hiện nay.