การเข้ารหัสลับ > ประเภทของการเข้ารหัสลับ
อธิบายประเภทของการเข้ารหัสลับ
ข้อมูลชุดเดียวกันสามารถปกป้องได้ด้วยการเข้ารหัสลับหลายประเภทที่ทำงานพร้อมกัน โดยแต่ละประเภทจะตอบคำถามที่แตกต่างกันออกไป:
- ใครเป็นผู้ถือคีย์?
- อัลกอริทึมใดที่สลับข้อมูลจนอ่านไม่ได้?
- ข้อมูลได้รับการปกป้องที่ชั้นใด?
การทำความเข้าใจความแตกต่างนี้จะช่วยให้ตัดสินใจได้อย่างถูกต้องยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการแชร์ข้อมูล สถานที่จัดเก็บข้อมูล และบริการที่ได้รับความไว้วางใจให้จัดการข้อมูลดังกล่าว
ความเกี่ยวข้องของประเภทการเข้ารหัสลับ
ประเภทของการเข้ารหัสลับจะตอบคำถามที่แตกต่างกันออกไป บางประเภทจะอธิบายว่าใครสามารถเข้าถึงข้อมูลได้บ้าง (รูปแบบการปกป้อง) บางประเภทจะอธิบายวิธีการทำงานของคณิตศาสตร์ (อัลกอริทึม) การเชื่อมต่อที่เข้ารหัสเพียงครั้งเดียวมักจะเกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสลับมากกว่าหนึ่งประเภทในเวลาเดียวกัน
รูปแบบการปกป้อง
การเข้ารหัสลับจากต้นทางถึงปลายทาง, การเข้ารหัสลับแบบซีโร่แอคเซส, การเข้ารหัสลับทั้งดิสก์
โครงสร้างคีย์
การเข้ารหัสลับแบบสมมาตรเทียบกับแบบอสมมาตร
มาตรฐานการเข้ารหัสลับ
AES, ChaCha20, RSA, ECC, โฮโมมอร์ฟิก, DES, อัลกอริทึมหลังยุคควอนตัม
รูปแบบความโปร่งใส
การเข้ารหัสลับแบบโอเพนซอร์ส
ตัวอย่างเช่น ข้อความของ Proton Mail ใช้ การเข้ารหัสลับจากต้นทางถึงปลายทาง (รูปแบบการปกป้อง) ที่ใช้ร่วมกับ AES (อัลกอริทึมแบบสมมาตร) สำหรับเนื้อหาข้อความ และ วิทยาการรหัสลับแบบเส้นโค้งรูปไข่ (อัลกอริทึมแบบอสมมาตร) สำหรับการแลกเปลี่ยนคีย์ — ทั้งหมดนี้อยู่ในรหัสที่เป็น โอเพนซอร์ส และได้รับการตรวจสอบอย่างเป็นอิสระ
การเข้ารหัสลับแบบสมมาตรเทียบกับแบบอสมมาตร
แนวทางทั้งสองนี้อธิบายถึงโครงสร้างพื้นฐานของการทำงานของคีย์การเข้ารหัสลับ การเข้ารหัสลับสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะใช้ทั้งสองแบบร่วมกัน: การเข้ารหัสลับแบบอสมมาตรเพื่อแลกเปลี่ยนคีย์อย่างปลอดภัย และการเข้ารหัสลับแบบสมมาตรเพื่อเข้ารหัสข้อมูลเอง
การเข้ารหัสลับแบบสมมาตร
การเข้ารหัสลับแบบสมมาตรใช้คีย์เดียวในการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูล มีความรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดการข้อมูลปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม การแชร์คีย์นี้ระหว่างคู่สนทนาอย่างปลอดภัยอาจเป็นเรื่องที่ท้าทายและอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยได้
การเข้ารหัสลับแบบไม่สมมาตร
การเข้ารหัสลับแบบอสมมาตรจะอาศัยคีย์สองตัว ได้แก่ คีย์สาธารณะเพื่อเข้ารหัสข้อมูล และคีย์ส่วนตัวเพื่อถอดรหัสข้อมูล เนื่องจากคีย์ส่วนตัวจะถูกเก็บไว้เป็นความลับและไม่มีการแชร์ วิธีนี้จึงช่วยมอบความปลอดภัยที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นสำหรับการสื่อสาร ข้อเสียคือจะมีความเร็วช้ากว่าและต้องการทรัพยากรการประมวลผลที่มากกว่าเมื่อเทียบกับการเข้ารหัสลับแบบสมมาตร
การเข้ารหัสลับจากต้นทางถึงปลายทาง
การเข้ารหัสลับจากต้นทางถึงปลายทาง (E2EE) จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลได้รับการเข้ารหัสบนอุปกรณ์ของผู้ส่ง และจะได้รับการถอดรหัสบนอุปกรณ์ของผู้รับเท่านั้น ไม่มีใครในระหว่างทางที่สามารถอ่านข้อมูลได้ ไม่เว้นแม้แต่ผู้ให้บริการ
สำหรับการเข้ารหัสลับมาตรฐาน (ประเภทที่บริการอีเมลและคลาวด์ส่วนใหญ่ใช้งาน) ข้อมูลจะได้รับการเข้ารหัสขณะส่งผ่าน แต่จะถูกถอดรหัสบนเซิร์ฟเวอร์ของผู้ให้บริการก่อนที่จะถูกเข้ารหัสซ้ำอีกครั้งเพื่อจัดเก็บในพื้นที่จัดเก็บ ผู้ให้บริการเป็นผู้ถือคีย์ ซึ่งหมายความว่าผู้ให้บริการสามารถเข้าถึงข้อมูลได้ รวมถึงใครก็ตามที่โจมตีผู้ให้บริการด้วยเช่นกัน
E2EE จะช่วยขจัดปัญหานี้ ผู้ให้บริการจะไม่ถือคีย์การถอดรหัสเลย ดังนั้นจึงไม่มีอะไรที่จะต้องส่งมอบ โจมตี หรือออกหมายเรียกเพื่อขอข้อมูล นี่คือรูปแบบการปกป้องที่แข็งแกร่งที่สุดที่มีอยู่สำหรับการสื่อสารและการแชร์ข้อมูล
การเข้ารหัสลับแบบไม่มีการเข้าถึง
การเข้ารหัสลับแบบซีโร่แอคเซส หมายความว่าผู้ให้บริการจะไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้ไม่ว่าในกรณีใดๆ แม้ว่าข้อมูลนั้นจะได้รับการจัดเก็บไว้บนเซิร์ฟเวอร์ก็ตาม เป็นมาตรฐานที่นำมาใช้กับข้อมูลที่จัดเก็บอยู่
การเข้ารหัสลับจากต้นทางถึงปลายทางจะช่วยปกป้องข้อมูลระหว่างการส่งผ่าน ขณะที่ข้อมูลเคลื่อนที่ระหว่างผู้ส่งและผู้รับ การเข้ารหัสลับแบบซีโร่แอคเซสจะช่วยขยายการปกป้องดังกล่าวไปยังพื้นที่จัดเก็บข้อมูลด้วย แม้แต่ข้อมูลที่ไม่มีการแชร์กับใครเลย (อีเมลฉบับร่าง บันทึกย่อ หรือไฟล์ที่บันทึกไว้) ก็จะได้รับการเข้ารหัสด้วยคีย์ที่มีเพียงผู้ใช้เท่านั้นที่ถือไว้
ระบบซีโร่แอคเซสมีความสำคัญที่สุดในสถานการณ์ที่มีการจัดเก็บข้อมูลไว้กับผู้ให้บริการเป็นเวลานาน เช่น ที่เก็บถาวรของอีเมล ไฟล์บนคลาวด์ หรือกิจกรรมในปฏิทิน หากไม่มีสิ่งนี้ การละเมิดข้อมูลของผู้ให้บริการ คำสั่งจากรัฐบาล หรือพนักงานที่ทุจริต ก็อาจเปิดเผยข้อมูลทั้งหมดที่จัดเก็บไว้ได้
การเข้ารหัสลับข้อมูลทั้งดิสก์
การเข้ารหัสลับทั้งดิสก์จะเข้ารหัสทุกสิ่งที่จัดเก็บไว้ในอุปกรณ์ในทางกายภาพ รวมถึงระบบปฏิบัติการ แอป และไฟล์ต่างๆ เพื่อไม่ให้สามารถอ่านข้อมูลดังกล่าวได้หากไม่มีข้อมูลยืนยันตัวตนที่ถูกต้อง หากอุปกรณ์สูญหาย ถูกขโมย หรือถูกยึด เนื้อหาภายในจะยังคงไม่สามารถเข้าถึงได้หากไม่มีการยืนยันตัวตน
นี่คือชั้นการปกป้องมาตรฐานสำหรับแล็ปท็อป สมาร์ทโฟน และไดรฟ์ภายนอก ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะเปิดใช้งานคุณสมบัตินี้โดยค่าเริ่มต้น — FileVault บน macOS, BitLocker บน Windows และการเข้ารหัสลับในตัวบน iOS และ Android
การเข้ารหัสลับแบบโอเพนซอร์ส
การเข้ารหัสลับแบบโอเพนซอร์ส หมายความว่ารหัสที่ใช้ในการเข้ารหัสลับนั้นเปิดเผยต่อสาธารณะเพื่อให้ทุกคนสามารถตรวจสอบ ตรวจทาน และยืนยันได้ นี่คือวิธีสร้างความไว้วางใจในการเข้ารหัสลับในวงกว้าง
บริการต่างๆ อาจกล่าวอ้างว่าใช้การเข้ารหัสลับที่แข็งแกร่ง แต่หากไม่มีรหัสที่เป็นโอเพนซอร์ส ก็จะไม่มีวิธีตรวจสอบได้เลยว่าคำกล่าวอ้างนั้นเป็นจริงหรือไม่ มีการปรับใช้ที่ถูกต้องหรือไม่ หรือไม่มี ประตูลับ แอบแฝงอยู่
รหัสที่เป็นโอเพนซอร์สจะได้รับการตรวจสอบโดยนักวิจัยด้านความปลอดภัย นักวิชาการ และนักพัฒนาคนอื่นๆ ทั่วโลก ทำให้มีโอกาสพบและแก้ไขข้อบกพร่องได้ง่ายขึ้นมาก ทุกคนจะได้รับประโยชน์จากการตรวจสอบอย่างเข้มงวดของชุมชนความปลอดภัยระดับโลก
อัลกอริทึมการเข้ารหัสลับแบบต่างๆ มีอะไรบ้าง?
อัลกอริทึมการเข้ารหัสลับคือวิธีการทางคณิตศาสตร์เฉพาะตัวที่แปลงข้อมูลที่อ่านได้ให้อยู่ในรูปของ ข้อความเข้ารหัส ที่อ่านไม่ได้ สิ่งเหล่านี้เป็นตัวกำหนดวิธีการทำงานภายในของการเข้ารหัสลับ
AES (มาตรฐานการเข้ารหัสลับขั้นสูง)
อัลกอริทึมการเข้ารหัสลับแบบสมมาตรที่ได้รับการปรับใช้อย่างกว้างขวางที่สุดในโลก ซึ่งได้รับความไว้วางใจจากรัฐบาล ธนาคาร และองค์กรที่เน้นด้านความปลอดภัยทั่วโลก
ค้นพบวิธีการทำงานของ AES ความหมายของขนาดคีย์ และเหตุใด AES-256 จึงถือว่าไม่สามารถเจาะระบบได้
ChaCha20
รหัสสตรีมสมัยใหม่ที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อความเร็วบนอุปกรณ์เคลื่อนที่และอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ — โดยไม่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะทาง
ดูว่าเหตุใด ChaCha20 จึงทัดเทียมกับ AES และเหตุใดเบราว์เซอร์รวมถึง VPN จึงหันมานิยมใช้งานสิ่งนี้กันมากขึ้น
RSA (Rivest–Shamir–Adleman)
หนึ่งในอัลกอริทึมการเข้ารหัสลับแบบอสมมาตรกลุ่มแรกๆ ที่สามารถนำมาใช้งานได้จริง โดยมีการใช้งานอย่างแพร่หลายสำหรับการแลกเปลี่ยนคีย์และลายเซ็นดิจิทัลในอีเมล, HTTPS และการสื่อสารที่ปลอดภัย
ความปลอดภัยของ RSA ขึ้นอยู่กับความยากในการแยกตัวประกอบของจำนวนเฉพาะขนาดใหญ่ — แต่เนื่องจากคอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็วขึ้น ขนาดคีย์ที่ต้องการจึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ส่งผลให้ RSA ทำงานช้ากว่าทางเลือกสมัยใหม่อย่าง ECC
ECC (วิทยาการเข้ารหัสลับแบบเส้นโค้งวงรี)
ECC มอบความปลอดภัยในระดับเดียวกับ RSA ด้วยคีย์ที่มีขนาดเล็กกว่ามาก ซึ่งช่วยให้การเข้ารหัสและการถอดรหัสรวดเร็วขึ้นอย่างมาก — ประหยัดทั้งพลังงานในการประมวลผล หน่วยความจำ และอายุการใช้งานแบตเตอรี่
สิ่งนี้ได้กลายมาเป็นมาตรฐานสำหรับแอปสมัยใหม่และอีเมลที่เข้ารหัสลับอย่างรวดเร็ว ดูว่าเหตุใดเส้นโค้งรูปไข่จึงเข้ามาแทนที่ RSA และวิธีที่ Proton Mail เป็นหนึ่งในผู้ให้บริการอีเมลที่เข้ารหัสลับรายแรกๆ ที่รองรับระบบนี้
การเข้ารหัสลับแบบโฮโมมอร์ฟิก
รูปแบบหนึ่งของการเข้ารหัสลับที่อนุญาตให้ทำการประมวลผลบนข้อมูลที่เข้ารหัสได้โดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องถอดรหัสก่อน ผลลัพธ์ที่ได้จากการถอดรหัสจะตรงกับผลลัพธ์ที่ได้จากการดำเนินการแบบเดียวกันกับข้อมูลต้นฉบับ
วิธีนี้ช่วยให้สามารถประมวลผลข้อมูลที่ละเอียดอ่อนในสภาพแวดล้อมที่ไม่น่าเชื่อถือได้ เช่น เซิร์ฟเวอร์คลาวด์ โดยไม่เปิดเผยข้อมูลดังกล่าวในรูปแบบที่อ่านได้ การเข้ารหัสลับแบบโฮโมมอร์ฟิกนั้นใช้ทรัพยากรในการประมวลผลสูงมาก และส่วนใหญ่จะใช้ในการวิจัยหรือสถานการณ์ที่มีการปรับใช้งานในระยะเริ่มต้น
DES (มาตรฐานการเข้ารหัสลับข้อมูล)
อัลกอริทึมที่เป็นผู้กำหนดนิยามของการเข้ารหัสลับแบบสมมาตรสมัยใหม่ จนกระทั่งนักวิจัยสามารถเจาะระบบได้ คีย์ขนาด 56 บิตได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสั้นเกินไปสำหรับประสิทธิภาพในการประมวลผลที่ตามมา และ DES ก็ได้ถูกยกเลิกใช้งานอย่างเป็นทางการในปี ค.ศ. 2005 ข้อจำกัดของระบบนี้ส่งผลโดยตรงต่อการออกแบบระบบต่อยอดอื่นๆ รวมถึง AES ด้วย
วิทยาการรหัสลับยุคหลังควอนตัม
วิทยาการรหัสลับหลังยุคควอนตัมคืออัลกอริทึมเจเนอเรชันใหม่ที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อต้านทานการโจมตีจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งเป็นเครื่องมือที่สามารถเจาะระบบวิทยาการรหัสลับแบบคีย์สาธารณะที่ใช้ปกป้องอินเทอร์เน็ตส่วนใหญ่ในปัจจุบันได้
การดำเนินการนี้จะช่วยรับมือกับทั้งภัยคุกคามในอนาคตและในปัจจุบัน เนื่องจากฝ่ายตรงข้ามกำลังเก็บรวบรวมข้อมูลที่เข้ารหัสไว้ตั้งแต่ตอนนี้ เพื่อรอคอยคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประสิทธิภาพสูงพอที่จะนำมาถอดรหัสข้อมูลดังกล่าว
วิธีที่ Proton ใช้การเข้ารหัสลับประเภทต่างๆ
แอปของ Proton ทั้งหมดเป็น โอเพนซอร์ส และปกป้องข้อมูลโดยใช้โหมดการเข้ารหัสลับในรูปแบบต่างๆ:
แอปอีเมลจะเข้ารหัสลับอีเมลแบบจากต้นทางถึงปลายทางที่ส่งจากผู้ใช้ Proton Mail รายหนึ่งไปยังอีกรายหนึ่ง
สามารถเปิดใช้งาน E2EE สำหรับอีเมลจาก Proton Mail ถึงผู้ที่ไม่ได้เป็นผู้ใช้ได้ด้วยคุณสมบัติอีเมลที่ป้องกันด้วยรหัสผ่าน
ข้อความทั้งหมดใน Proton Mail จะได้รับการจัดเก็บด้วยการเข้ารหัสลับแบบไม่มีการเข้าถึง (zero-access encryption)
Proton Calendar ใช้มาตรฐาน OpenPGP และ ECC เพื่อปกป้องกิจกรรมและผู้ติดต่อด้วยการเข้ารหัสลับจากต้นทางถึงปลายทาง แม้สำหรับการจัดตารางนัดหมาย
เมื่อเชิญผู้อื่นเข้าร่วมกิจกรรม หรือเมื่อมีผู้จองการนัดหมายเข้ามา ข้อมูลจะได้รับการเข้ารหัสเพื่อไม่ให้มีใครสามารถระบุตัวตนได้
เมื่อใช้ Proton VPN ทราฟฟิกอินเทอร์เน็ตทั้งหมดจะได้รับการเข้ารหัสด้วย ChaCha20 หรือ AES-256 ซึ่งเป็นสองอัลกอริทึมที่มีความปลอดภัย
นอกจากนี้ Proton VPN จะใช้เฉพาะรหัสลับและโปรโตคอลที่รองรับ ความปลอดภัยในการส่งต่อข้อมูลที่สมบูรณ์แบบ เท่านั้น เพื่อให้มั่นใจว่าแม้เซสชัน VPN ในอนาคตจะถูกโจมตี แต่เซสชันในอดีตก็จะยังคงปลอดภัย
ด้วย E2EE ที่ใช้มาตรฐาน OpenPGP และ ECC จึงไม่มีใครสามารถเข้าถึงไฟล์ใน Proton Drive ได้โดยไม่ได้รับอนุญาต
ซึ่งครอบคลุมไปถึงการแชร์ไฟล์ด้วยเช่นกัน ทำให้สามารถแชร์รูปภาพ โฟลเดอร์ และสินทรัพย์อื่นๆ ใน Proton Drive ได้อย่างง่ายดายด้วยความเป็นส่วนตัวและอุ่นใจ
ชื่อผู้ใช้และรหัสผ่านทั้งหมดจะถูกเข้ารหัสด้วย E2EE ในโปรแกรมจัดการรหัสผ่านที่ปลอดภัย
ด้วยการเข้ารหัสลับแบบ 256-bit AES-GCM รายการที่จัดเก็บทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในห้องนิรภัยที่เข้ารหัสด้วยคีย์ขนาด 32 ไบต์ซึ่งสุ่มสร้างขึ้นและไม่สามารถเจาะข้อมูลด้วยวิธี brute-force ได้ ทำให้ข้อมูลยืนยันตัวตนทั้งหมดปลอดภัย
Proton Meet ใช้ E2EE แบบเปิดใช้งานตลอดเวลาเพื่อรักษาความปลอดภัยในการโทร เพื่อให้มั่นใจว่ามีเพียงผู้เข้าร่วมเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงเสียง วิดีโอ แชท และการแชร์หน้าจอได้
เมื่อใช้โปรโตคอล Messaging Layer Security (MLS) ข้อมูลทั้งหมดจะถูกเข้ารหัสบนอุปกรณ์ก่อนส่ง และคีย์การเข้ารหัสลับจะได้รับการอัปเดตเมื่อมีผู้เข้าร่วมหรือออกจากกลุ่ม ทำให้มี forward secrecy และการปกป้องที่แข็งแกร่งสำหรับการโทรแบบกลุ่ม
ควบคุมดูแลข้อมูล
Proton ได้รับการสร้างขึ้นเพื่อปกป้องข้อมูลมาตั้งแต่แรกเริ่ม ด้วยการเข้ารหัสลับที่แข็งแกร่ง แอปโอเพนซอร์ส และการตรวจสอบอย่างเป็นอิสระ ข้อมูลจะยังคงเป็นสิทธิ์ของผู้ใช้เสมอ
