Hướng dẫn Tối ưu về Chuẩn Mã hóa Nâng cao (AES)

Mã hóa có tác động đáng kể đến quyền riêng tư của bạn. Thường được xem là cách hiệu quả nhất để bảo mật dữ liệu của bạn, mã hóa cung cấp một cách thức an toàn để truyền ngay cả những dữ liệu nhạy cảm nhất, bao gồm cả hồ sơ chính phủ và dữ liệu y tế riêng tư.

Vì tính năng bảo mật đã dần trở thành kỳ vọng chung của công chúng với việc ra mắt giao tiếp được mã hóa như Whatsapp, người dùng hiện đang yêu cầu mã hóa đầu cuối cho hầu hết mọi phương thức giao tiếp được cung cấp.

Vậy, mã hóa chính xác là gì và tại sao nó lại quan trọng như vậy đối với các cá nhân mỗi ngày? Dưới đây là tất cả mọi thứ bạn cần biết về mã hóa là gì và tại sao nó lại quan trọng với bạn.

Mã hóa – Lập mã Dữ liệu Cá nhân

Bạn có thể có dữ liệu nhạy cảm chẳng hạn như thông tin tài chính trên điện thoại, máy tính xách tay, máy tính bảng hoặc bất kỳ thiết bị nào khác. Nếu không có mã hóa, bất kỳ dữ liệu riêng tư nào trong số này đều có thể bị truy cập hoặc bị chặn lại bởi các bên thứ ba và các tác nhân xấu.

Khi dữ liệu được mã hóa, về cơ bản nó được tái sắp xếp thành vô nghĩa không đọc được, được gọi là bản mã. Để truy cập thông tin, bên được chủ đích phải giữ một khóa mã hóa, cho phép họ giải mã thông điệp và trả lại nó về định dạng có thể giải mã được.

Hiện tại, các mức mã hóa cao nhất khả dụng là 256-bit và 128-bit. Nói một cách đơn giản, bit ám chỉ kích thước của khóa mã hóa, hoạt động như một mật khẩu. Khóa càng lớn thì càng khó bẻ hơn. Đưa vào thực tế, mã hóa 128-bit được sử dụng bởi các ngân hàng và quân đội và mạnh hơn một nghìn tỷ lần so với mã hóa 40-bit.

Hai Hình thức Mã hóa: Đối xứng và Bất đối xứng

Mỗi mã hóa khóa đối xứng và mã hóa khóa bất đối xứng cung cấp bảo mật cho dữ liệu được truyền đi. Tuy nhiên, mã hóa bất đối xứng không yêu cầu phân phối khóa riêng tư của bạn, cộng thêm lớp bảo mật bổ sung, trong khi các thuật toán đối xứng có thể nhanh hơn vì chúng không đòi hỏi nhiều khả năng tính toán.

• Mã hóa Khóa Đối xứng
  Mã hóa khóa đối xứng, hay còn được gọi là khóa bí mật, sử dụng cùng một khóa để mã hóa và giải mã thông tin. Khóa bí mật này chỉ được chia sẻ với người gửi và người nhận. Tuy nhiên, nếu một bên ngoài có được quyền truy cập vào khóa này, mã hóa sẽ bị xâm phạm và thông tin của bạn sẽ không còn được bảo mật nữa.
• Mã hóa Khóa Bất đối xứng
  Hay còn được gọi là thuật toán khóa bất đối xứng, loại mã hóa này sử dụng các khóa khác nhau để mã hóa và giải mã dữ liệu. Sử dụng cả khóa riêng tư (chỉ chủ sở hữu được biết) lẫn khóa công khai (những người khác trên cùng một mạng đều biết), thông tin được mã hóa bằng một khóa công khai chỉ có thể được giải mã bằng khóa riêng tư tương đương.

Chuẩn Mã hóa Nâng cao – AES

Ban đầu được gọi là Rijndael, AES là từ viết tắt của Advanced Encryption Standard (Chuẩn Mã hóa Nâng cao). Nó là một trong những phương pháp phổ biến nhất để mã hóa dữ liệu quan trọng, được sử dụng bởi các tổ chức khác nhau từ Apple và Microsoft cho đến NSA.

Tính năng Bảo mật AES

AES là thuật toán chuẩn mã hóa tiên tiến hàng đầu nhờ các tính năng sau:

• Bảo mật: Thuật toán AES có khả năng chống lại các cuộc tấn công tốt hơn nhiều so với các phương pháp mã hóa khác.
• Chi phí: Dự định được phát hành trên cơ sở toàn cầu, không độc quyền và miễn phí bản quyền, thuật toán AES hiệu quả trên cơ sở tính toán và bộ nhớ.
• Triển khai: Thuật toán AES linh hoạt và phù hợp cao khi được triển khai trong phần cứng lẫn phần mềm, cũng như đơn giản để triển khai.

Thuật toán Mã hóa Khối

Phương pháp mã hóa này lưu trữ thông tin bằng thuật toán mã hóa khối. Các khối thiết lập đầu vào của văn bản thuần và đầu ra của bản mã, được đo bằng bit. Ví dụ, nếu sử dụng AES 128-bit thì có 128 bit của bản mã được tạo ra trên 128 bit của văn bản thuần.

Tổng cộng, có ba mã hóa khối mà AES bao gồm là AES-128, AES-192 và AES-256. Mỗi mã hóa AES mã hóa và giải mã dữ liệu theo các khối 128 bit sử dụng các khóa mật mã 128, 192 và 256-bit – với 256-bit là bảo mật nhất. Đối với khóa 128-bit, có 10 vòng trong quá trình mã hóa, 12 vòng đối với khóa 192-bit và 14 vòng đối với khóa 256-bit. Thuật toán AES là đối xứng, nghĩa là cùng một khóa được sử dụng cho quá trình mã hóa và giải mã, do đó người gửi và người nhận biết họ sử dụng cùng một khóa.

AES so với DES: Kỷ nguyên Mã hóa Mới

Chuẩn Mã hóa Dữ liệu (Data Encryption Standard) hay DES cơ bản là tiền thân của AES. Vào đầu những năm 1970, IBM đã phát triển DES ban đầu, được đệ trình lên Cục Tiêu chuẩn Quốc gia và được NSA sử dụng. Cuối cùng, DES đã là thuật toán bảo mật tiêu chuẩn được Chính phủ Hoa Kỳ sử dụng trong 20 năm cho đến khi distributed.net hợp tác với Tổ chức Biên giới Điện tử công khai phá vỡ DES trong chưa đầy 24 tiếng.

AES bắt đầu được phát triển tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) khi rõ ràng rằng một người kế nhiệm cho DES là cần thiết sau khi nó trở nên dễ bị tấn công bạo lực. Thuật toán mới này được thiết kế để dễ triển khai vào phần cứng, phần mềm và các môi trường bị hạn chế. AES sẽ không được phân loại và có thể bảo vệ thông tin chính phủ nhạy cảm khỏi các kỹ thuật tấn công khác nhau. AES nhanh hơn ít nhất gấp sáu lần so với thậm chí ba lần DES.

So sánh DES với AES

Các cách Sử dụng Phổ biến của AES

Trước hết, AES cung cấp sử dụng miễn phí cho mọi cá nhân hoặc tổ chức thương mại, phi thương mại, riêng tư lẫn công khai. Dưới đây là các cách sử dụng phổ biến khác cho thuật toán AES:

VPN

Mạng Riêng Ảo (VPN) thường sử dụng AES. VPN là một công cụ cho phép bạn bảo mật kết nối mạng của mình bằng cách gửi địa chỉ IP của bạn đến một máy chủ bảo mật được điều hành bởi nhà cung cấp ở nơi khác trên thế giới. VPN hoạt động đặc biệt tốt khi được kết nối với một mạng mở, không bảo mật như quán cà phê.

Lưu ý của Biên tập viên: Minh bạch là một trong những giá trị cốt lõi của WizCase, vì vậy bạn nên biết chúng tôi thuộc cùng một nhóm sở hữu với ExpressVPN. Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến quy trình đánh giá của chúng tôi, vì chúng tôi tuân thủ phương pháp thử nghiệm nghiêm ngặt.

Công cụ Lưu trữ và Nén

Bất kỳ tệp nào đã được nén để giảm kích thước và giảm thiểu tác động của nó lên ổ cứng của bạn đều có thể dựa vào phần mềm có chứa mã hóa AES. Đây thường là những tập tin mà người ta có thể tải xuống từ internet như WinZip, 7 Zip và RAR.

Mã hóa Đĩa/Phân vùng

Nếu bạn quen thuộc với mật mã và công việc để đảm bảo dữ liệu cá nhân của bạn được bảo mật, thì phần mềm mã hóa đĩa/phân khu mà bạn đang sử dụng tích hợp một thuật toán AES. Các phần mềm như BitLocker, FileVault và CipherShed đều chạy trên AES để duy trì quyền riêng tư cho thông tin của bạn.

Các Ứng dụng Khác

• Công cụ Mật khẩu: Các công cụ mật khẩu chính đều được biết có sử dụng mã hóa AES 256-bit để bảo mật dữ liệu người dùng.
• Trò chơi Video: Các nhà phát triển như Rockstar – những người tạo ra trò chơi Grand Theft Auto – sử dụng mã hóa AES để ngăn tin tặc xâm phạm các máy chủ đa người chơi của họ.
• Ứng dụng Nhắn tin: WhatsApp nổi tiếng về mã hóa các tin nhắn được gửi qua ứng dụng bằng AES.

Kết luận

Với những tiến bộ không ngừng trong công nghệ, sự phổ biến của các cuộc tấn công mạng cũng luôn ngày càng gia tăng. Hiện tại, không có phương pháp phá vỡ mã hóa AES nào được biết đến, giúp nó trở thành nguồn động lực mạnh mẽ trong bảo mật và cần thiết để bảo vệ thông tin của bạn đồng thời giảm bớt nguy cơ bị tấn công. Mã hóa AES đã được tích hợp vào nhiều hệ thống phần mềm lẫn phần cứng, và nếu được chấp nhận hoàn toàn, tiềm năng của nó dường như vô hạn.