Mã hóa rất quan trọng đối với bảo mật internet tổng thể. Ngày nay có nhiều hệ thống mã hóa khác nhau được sử dụng, nhưng nhìn chung chúng đều hoạt động bằng cách xáo trộn dữ liệu với sự trợ giúp của một thuật toán toán học, mã hóa thông tin thành mã.
Một trong những tiêu chuẩn mã hóa phổ biến hiện nay là Advanced Encryption Standard(AES). Nó là một biến thể của mật mã khối Rijindael và có 3 kích thước chính là 128,192 và 256 bit.
Vậy mã hóa AES-256 là gì và nó hoạt động như thế nào?
AES là gì?
AES là một tiêu chuẩn mã hóa được chấp nhận rộng rãi và được sử dụng trên toàn thế giới. Đó là tiêu chuẩn liên bang được sử dụng bởi chính phủ Hoa Kỳ và nó cung cấp khả năng bảo vệ và an ninh đáng kể.
AES là một loại mã hóa đối xứng, sử dụng cùng một khóa để mã hóa và giải mã dữ liệu của bạn. Về cơ bản, cả người gửi và người nhận đều yêu cầu cùng một khóa để giải mã dữ liệu. Mã hóa đối xứng nhanh hơn, mặc dù nó kém an toàn hơn một chút so với mã hóa không đối xứng.
Block Cipher là gì?
Để hiểu cách AES-256 hoạt động, điều quan trọng là phải hiểu mật mã khối. Một cách đơn giản có nghĩa là một đơn vị thông tin được phân chia trước khi nó được mã hóa. AES tiêu chuẩn sử dụng kích thước khối 128bit.
Để hình dung, 16 byte nhân với 8bit sẽ cho bạn 128bit trong mỗi khối. Vì vậy, bất kể kích thước hóa, kích thước của khối vẫn như nhau.AES đã bị khá nhiều cuộc tấn công nhưng vẫn chưa bị bẻ khóa.
AES-256 là phiên bản an toàn nhất, mặc dù nó yêu cầu sức mạnh tính toán lớn hơn. Trước mối đe dọa tiềm tàng của mật mã hậu lượng tử, nhiều người cho rằng khả năng chống lượng tử AES-256 có nghĩa là máy tính lượng tử không được mong đợi để bẻ khóa mật mã.
Kích thước khối ảnh hưởng đến bảo mật như thế nào?
Kích thước của khối cũng ảnh hưởng gián tiếp đến tính bảo mật của mật mã. Về cơ bản, khối càng lớn, càng nhiều dữ liệu có thể được mã hóa mà không bị trùng lặp. Tuy nhiên, nếu kích thước khối quá nhỏ, nó có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng an toàn của mật mã.
Mật mã khối được hiểu là một hoán vị giả ngẫu nhiên, điều này đơn giản có nghĩa là nếu các đầu vào khác nhau, thì các đầu ra cũng sẽ tự động khác nhau. AES chủ yếu sử dụng kích thước khối 128 bit, trong đó dữ liệu được chia thành một mảng 4x4 chứa 16 byte.
Tuy nhiên, trong khi kích thước khối không ảnh hưởng trực tiếp đến bảo mật mật mã, nó ảnh hưởng đến bảo mật chế độ. Tất cả các mật mã khối thường được triển khai trong các chế độ hoạt động khác nhau, do đó tính bảo mật của mỗi chế độ phụ thuộc vào hai yếu tố: tính bảo mật của bản thân mật mã khối và tính bảo mật của chế độ khi mật mã khối được thay thế bằng hoán vị giả ngẫu nhiên.
Về cơ bản, bạn càng xử lý nhiều dữ liệu trong một chế độ hoạt động, thì chế độ đó càng hiển thị nhiều vì kích thước khối ngắn hơn dẫn đến việc tăng xác suất thành công đối lập. Theo thời gian, các phần của hoán vị, vốn bị ẩn, tiếp tục lộ ra, cuối cùng lộ ra toàn bộ hoán vị.
Vì vậy, nếu bạn có một mật mã khối gồm N bit và bạn biết rằng nó không khác gì một hoán vị giả ngẫu nhiên của N bit, tính bảo mật của mật mã của bạn sẽ bị ảnh hưởng nếu bạn sử dụng nó trong một chế độ hoạt động. Để đảm bảo rằng chế độ bảo mật không bị ảnh hưởng, tốt nhất là sử dụng kích thước khối lớn hơn.
AES-256 mã hóa dữ liệu của bạn như thế nào?
Khái niệm cơ bản của mã hóa là mật mã thay thế mỗi đơn vị thông tin bằng một đơn vị thông tin khác, tùy thuộc vào khóa bảo mật. Ví dụ, AES-256 hoàn thành 14 vòng mã hóa, làm cho nó cực kỳ an toàn.
Các bước liên quan đến việc chia dữ liệu thành các khối, thay thế các byte khác nhau, dịch chuyển các hàng và trộn các cột, để xáo trộn thông tin một cách hoàn chỉnh. Vào cuối quá trình, kết quả là một tập hợp các ký tự hoàn toàn ngẫu nhiên sẽ không có ý nghĩa đối với bất kỳ ai nếu họ không có khóa giải mã.
AES-256 là mức dài nhất và cũng là mức mã hóa mạnh nhất mà nó cung cấp. Để đưa mọi thứ vào viễn cảnh, một hacker sẽ cần thử 2256 tổ hợp rời rạc, mỗi tổ hợp có tổng cộng 78 chữ số, để vượt qua mã hóa.
Về bản chất, số lượng còn lớn hơn số lượng các ngôi sao trong vũ trụ! Điều này làm cho nó không thể chống lại các cuộc tấn công vũ phu và là tiêu chuẩn mã hóa mạnh mẽ nhất trên thế giới.
Các ứng dụng của AES-256
AES-256 là biến thể mạnh mẽ nhất, vì vậy nó không phải lúc nào cũng lý tưởng cho việc sử dụng ứng dụng đơn giản. Tuy nhiên, AES-256 được sử dụng bởi các nhà cung cấp VPN và để bảo mật cơ sở dữ liệu.
Thư viện AES có sẵn cho các ngôn ngữ lập trình phổ biến như C, C ++, Java và thậm chí cả Python. Nếu bạn sử dụng trình quản lý mật khẩu như 1Pass hoặc LastPass , có thể bạn đã sử dụng AES-256 để mã hóa thông tin nhạy cảm.
Ngay cả các ứng dụng nhắn tin như WhatsApp cũng sử dụng mã hóa AES-256 để xáo trộn tin nhắn. Các máy tính hiện đại sử dụng bộ xử lý Intel hoặc AMD đã được tích hợp sẵn hướng dẫn AES và hầu như tất cả các tổ chức tài chính đều dựa vào mã hóa AES để xáo trộn thông tin nhạy cảm.
Nói tóm lại, AES ở khắp mọi nơi.
Mã hóa sẽ chỉ ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn
Khi thế giới chuyển sang hướng phân quyền và tin tặc ngày càng sáng tạo hơn, các tiêu chuẩn mã hóa sẽ chỉ ngày càng mạnh mẽ hơn. Hiện tại, các tiêu chuẩn mật mã yêu cầu các khóa công khai và riêng tư để xác minh các giao dịch, vì vậy bạn chỉ có thể mong đợi các tiêu chuẩn bảo mật thậm chí còn tốt hơn.
Cộng Đồng