Mã hóa bất đối xứng là gì?

Định nghĩa

Hai khóa đảm nhiệm vai trò bổ sung. Dữ liệu mã hóa cho khóa công khai chỉ được khôi phục bằng khóa riêng tương ứng. Chữ ký tạo bằng khóa riêng có thể kiểm tra bằng khóa công khai. Mức an toàn phụ thuộc thuật toán, tham số và cách bảo vệ private key.

Khóa mã hóa là gì?

Khóa là giá trị nhị phân lưu trong tệp, ứng dụng hoặc phần cứng. Thuật toán dùng nó để mã hóa, giải mã hoặc ký. Public key có thể phân phối nhưng phải kiểm tra tính xác thực, chẳng hạn bằng chứng chỉ đã ký. Private key tuyệt đối không được tiết lộ.

Khóa công khai

Dùng để mã hóa bí mật nhỏ hoặc xác minh chữ ký. Khi thuật toán và kích thước phù hợp, công bố khóa này không cho phép tính private key trong thực tế.

Khóa riêng

Phải lưu trong tệp bảo vệ, thiết bị hoặc security module. Mất khóa có thể khiến dữ liệu không thể phục hồi; bị sao chép có thể cho phép người khác giải mã hoặc mạo danh chủ sở hữu.

Nguyên lý hoạt động

Bộ sinh ngẫu nhiên tạo cặp khóa. Người gửi lấy và xác minh public key của người nhận rồi mã hóa một bí mật; chỉ người có private key mới lấy lại được. Với chữ ký, logic đảo lại: private key ký, public key kiểm tra. RSA 2048 bit vẫn thường gặp, nhưng kích thước phù hợp tùy họ thuật toán; RSA, Diffie-Hellman và đường cong elliptic dùng tham số khác nhau.

Khi nào được sử dụng?

Email: PGP kết hợp khóa công khai và mã hóa đối xứng. Chữ ký số: xác minh nguồn gốc và tính toàn vẹn của tài liệu. Blockchain: public key kiểm tra thao tác đã ký bằng private key. Internet: TLS xác thực server và thương lượng phiên an toàn. VPN hiện đại cũng dùng cơ chế bất đối xứng để thiết lập session key.

Bất đối xứng và đối xứng

Hai phương pháp bổ trợ nhau. Mã hóa đối xứng dùng bí mật chung và xử lý khối lượng lớn hiệu quả. Bất đối xứng chủ yếu giải quyết xác thực cùng trao đổi khóa trên kênh không an toàn, nhưng tốn tính toán hơn và cần tham số lớn hơn.

Trong thực tế, RSA, Diffie-Hellman và đường cong elliptic có chức năng khác nhau. Xem chúng như các tên thay thế lẫn nhau sẽ dẫn tới cấu hình sai.

Kết luận

Mã hóa bất đối xứng thiết lập bí mật, trao đổi khóa và xác minh danh tính; mã hóa đối xứng tiếp quản dữ liệu lớn. Kiến trúc hiện đại gần như luôn kết hợp cả hai. Xem khác biệt giữa hai mô hình và AES.