Mật mã học: Đảm bảo quyền riêng tư và bảo mật thông tin, dữ liệu

Mật mã học là công cụ bảo mật máy tính quan trọng, sử dụng các kỹ thuật lưu trữ và truyền tải thông tin theo cách ngăn chặn truy cập hoặc can thiệp trái phép. Mật mã học đề cập đến các kỹ thuật và thuật toán được sử dụng ngày nay để truyền thông an toàn và lưu trữ dữ liệu. Nó kết hợp toán học, khoa học máy tính, điện tử và xử lý tín hiệu số. Nhìn chung, có bốn loại hệ thống mật mã:

Mã hóa khóa đối xứng (hay “khóa bí mật”): Trong loại hệ thống này, cả người gửi và người nhận đều chia sẻ cùng một khóa, được sử dụng để mã hóa và giải mã tin nhắn.

Mật mã khóa bất đối xứng (hay "khóa công khai"): Trong loại hệ thống mật mã này có hai khóa - một khóa công khai và một khóa riêng; chúng tạo thành một cặp và có liên quan về mặt toán học. Để áp dụng mật mã bất đối xứng, người gửi sử dụng khóa công khai của người nhận dự định để mã hóa thông điệp, sau đó gửi nó đi. Khi thông điệp đến, chỉ có khóa riêng của người nhận mới có thể được sử dụng để giải mã nó, nghĩa là một thông điệp bị đánh cắp sẽ vô dụng đối với kẻ trộm nếu không có khóa riêng tương ứng. Các cơ chế mã hóa là trọng tâm của ISO/IEC 18033, bộ tiêu chuẩn quốc tế chỉ định một số mật mã bất đối xứng. Bộ nhiều phần bao gồm các mật mã dựa trên danh tính, mật mã khối, mật mã luồng và mã hóa đồng cấu.

Quản lý khóa mật mã: Hệ thống này rất quan trọng để bảo vệ các khóa được sử dụng trong cả mật mã đối xứng và bất đối xứng. Nó bao gồm tập hợp các quy trình bao phủ toàn bộ "vòng đời" của một khóa, bao gồm việc tạo, trao đổi và phân phối, lưu trữ, sử dụng, hủy và thay thế an toàn. Nếu việc quản lý khóa yếu, việc bảo vệ dữ liệu được mã hóa cũng yếu. Có một số tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến quản lý khóa (ví dụ: ISO/IEC 11770 ) và tạo khóa (ví dụ: ISO/IEC 18031 và ISO/IEC 18032 ).

Hàm băm mật mã: Đây là kỹ thuật chuyển đổi một chuỗi dữ liệu có độ dài bất kỳ thành một đầu ra băm (một bản tóm tắt của đầu vào) có độ dài cố định. Hàm băm có nhiều ứng dụng như trong chữ ký số, MAC (mã xác thực tin nhắn) và tổng kiểm tra (để kiểm tra lỗi dữ liệu). Các tiêu chuẩn quốc tế quy định hàm băm bao gồm ISO/IEC 9797-2, ISO/IEC 9797-3 và ISO/IEC 10118.

Mật mã học là chủ đề của những nỗ lực chuẩn hóa mạnh mẽ, dẫn đến một loạt tiêu chuẩn quốc tế, bao gồm kiến thức và thực tiễn tốt nhất của các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực này. Các phương thức làm việc được quốc tế thống nhất giúp công nghệ an toàn và tương tác tốt hơn. Bằng cách sử dụng tiêu chuẩn mật mã, các nhà phát triển có thể dựa vào các định nghĩa chung, cũng như phương pháp và kỹ thuật đã được chứng minh.

Ngày nay, chúng ta đang ở ngưỡng cửa của cuộc cách mạng lượng tử. Sự ra đời của điện toán lượng tử trong những năm tới sẽ mang đến cho nhân loại sức mạnh xử lý ở quy mô mà máy tính truyền thống không bao giờ có thể sánh kịp. Mặc dù điều này mang lại vô số khả năng giải quyết các vấn đề phức tạp nhưng nó cũng đi kèm với các mối đe dọa an ninh tương ứng. Chính sức mạnh đó có thể làm suy yếu phần lớn an ninh mạng hiện nay, bao gồm cả các hoạt động mật mã đã được thiết lập.

Mật mã lượng tử là phương pháp mã hóa áp dụng các nguyên lý của cơ học lượng tử để cung cấp giao tiếp an toàn. Phương pháp này sử dụng hiện tượng vướng víu lượng tử để tạo ra một khóa bí mật mã hóa thông điệp ở hai vị trí riêng biệt, khiến kẻ nghe lén (gần như) không thể chặn được mà không làm thay đổi nội dung của nó. Được ca ngợi là cuộc cách mạng lớn tiếp theo trong các hệ thống giao tiếp an toàn, mật mã lượng tử có tiềm năng trở thành bước đột phá thực sự cho dữ liệu cần được bảo mật trong tương lai xa.

 Tiểu My (theo ISO)