Bao gồm một loạt các khối dữ liệu, blockchain về cơ bản là một cơ sở dữ liệu phi tập trung. Mỗi khối dữ liệu của nó chứa thông tin về một giao dịch mạng, được sử dụng để xác minh tính hợp lệ của thông tin và tạo khối tiếp theo. Để đảm bảo tính bảo mật của hoạt động chuỗi khối, điều quan trọng đối với các nhà phát triển là trở thành chuyên gia về mật mã.

Định nghĩa mật mã khóa đối xứng

Mật mã khóa đối xứng, còn được gọi là mật mã đối xứng, mật mã khóa riêng và mật mã khóa dùng chung, là thuật toán mã hóa cơ bản trong mật mã học.

Mã hóa đối xứng chủ yếu được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu hoặc thông tin nhạy cảm thành bản mã phức tạp. Sau khi nhận được bản mã, người nhận cần giải mã bản mã bằng khóa mã hóa và thuật toán nghịch đảo của cùng một thuật toán để có được bản rõ có thể đọc được.

Như thể hiện trong hình trên, người dùng A muốn gửi bản rõ 1 cho người dùng B. Để tránh rò rỉ thông tin, người dùng A mã hóa văn bản bằng cách thêm khóa e (hoặc nhân e, lũy thừa e và các thao tác phức tạp khác) để tạo thành bản mã 1e. Sau khi người dùng B nhận được bản mã, anh ấy/cô ấy sử dụng thao tác nghịch đảo của phương pháp mật mã để giải mã bản mã và nhận được bản rõ. Chúng tôi gọi đây là mật mã đối xứng.

Phân loại mật mã khóa đối xứng

Tất cả các phương pháp mã hóa đối xứng đều có chung một đặc điểm - khóa được sử dụng để mã hóa và giải mã là giống nhau. Sự tiến bộ của công nghệ đã chia các phương pháp mật mã đối xứng thành mật mã đơn và mật mã khối. Cái sau chia bản rõ thành nhiều nhóm để mã hóa và kết quả mã hóa cuối cùng phụ thuộc vào nội dung cụ thể của từng ký tự trong cùng một nhóm.

Mặc dù các khóa chuỗi đơn chỉ yêu cầu thao tác trên một khóa T duy nhất và tốc độ thao tác nhanh hơn nhiều so với mật mã khối, nhưng thứ được sử dụng phổ biến nhất là mật mã khối. Đó là bởi vì mật mã khối an toàn hơn khi chúng được làm phức tạp.

Tiêu chuẩn mật mã đối xứng phổ biến

Có nhiều tiêu chuẩn cho thuật toán mã hóa đối xứng, bao gồm DES, 3DES, AES, TDEA, Blowfish và RC2, trong đó DES, 3DES và AES phổ biến hơn.

Thuật toán DES

Được phát hành bởi NBS của Hoa Kỳ vào năm 1977, thuật toán DES là tiêu chuẩn thuật toán mật mã đối xứng sớm nhất. Nó mã hóa dữ liệu theo nhóm 64 bit và độ dài khóa là 56 bit. Phương pháp mật mã tiêu chuẩn này đã được áp dụng trong 20 năm tiếp theo, đóng vai trò là nền tảng của các thuật toán mật mã đối xứng.

Thuật toán 3DES

3DES (hoặc Triple DES) là thuật ngữ chung cho Thuật toán mã hóa dữ liệu ba lần (TDEA). Nó mã hóa từng phần dữ liệu ba lần bằng ba khóa khác nhau.

Nói một cách đơn giản, khả năng tính toán của máy tính hiện đại đã được cải thiện rất nhiều. Kết quả là độ dài khóa của mật mã DES ban đầu có thể dễ dàng bị bẻ khóa bằng bạo lực. 3DES ra đời dựa trên nền tảng như vậy. Nó cung cấp một phương pháp tương đối đơn giản áp dụng thuật toán mã hóa DES ba lần cho khối dữ liệu. Mặc dù nó mạnh hơn nhưng tốc độ hoạt động tương ứng của nó cũng chậm lại. Do đó, chúng ta có thể nói rằng 3DES là một thuật toán mã hóa chuyển từ DES sang AES.

Thuật toán AES

Thuật toán AES được thiết kế bởi các nhà mật mã người Bỉ Joan Daemen và Vincent Rijmen. Đó là lý do tại sao thuật toán AES còn được gọi là phương pháp mã hóa Rijndael. Hiện tại, nó là tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến trong mật mã.

Được phát hành bởi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) vào ngày 26 tháng 11 năm 2001, tiêu chuẩn này là một trong những thuật toán phổ biến nhất trong mật mã khóa đối xứng. Nhanh chóng và bảo mật cao, nó hỗ trợ mã hóa các khóa 128, 192, 256 và 512 bit.

Được chính phủ liên bang Hoa Kỳ thông qua hiện nay, thuật toán AES cũng là một sự thay thế cho DES ban đầu. AES đã được phân tích bởi nhiều bên và được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.

Phần kết luận

Mật mã đối xứng được sử dụng để mã hóa một lượng lớn dữ liệu. Sau nhiều lần nâng cấp, nó cung cấp một môi trường an toàn hơn, nơi dữ liệu và thông tin được truyền đi một cách an toàn. Tuy nhiên, tất cả các phương pháp mã hóa đối xứng đều có chung một đặc điểm, đó là khóa dùng để mã hóa và giải mã là giống nhau. Do đó, tính bảo mật của phương pháp mã hóa đối xứng không chỉ dựa vào sức mạnh của chính thuật toán mã hóa mà còn phụ thuộc vào việc khóa có được giữ ở nơi an toàn hay không. Điều đó có nghĩa là, chỉ khi cả người gửi và người nhận tin nhắn đều giữ khóa an toàn thì tính bảo mật của việc truyền dữ liệu mới có thể được đảm bảo.