Giải thích về mã hóa
Mã hóa là chìa khóa để bảo mật trên internet. Phương thức này giữ thông tin cá nhân riêng tư và an toàn bằng cách xáo trộn thành văn bản ngẫu nhiên. Đọc tiếp để tìm hiểu thêm về mã hóa, lý do mã hóa quan trọng và cách Proton sử dụng mã hóa để bảo vệ cuộc sống số.

Mã hóa là gì?
Mã hóa là quy trình toán học để chuyển đổi thông tin thành một mã không thể đọc được, sao cho không ai có thể giải mã trừ khi có khóa mật mã chính xác. Nếu không có mã hóa, bất kỳ ai cũng có thể chặn, đọc hoặc thay đổi dữ liệu nhạy cảm, bao gồm ảnh, mật khẩu và thư.

Mã hóa nghĩa là gì?
Nói một cách đơn giản, điều đó có nghĩa là dữ liệu không thể đọc được nếu không có khóa chính xác. Phương thức này giữ thông tin an toàn trước những cặp mắt tò mò.
Mã hóa hoạt động như thế nào?
Cách phổ biến nhất để mã hóa thông tin là chuyển đổi văn bản có thể đọc được, gọi là văn bản thuần túy, thành văn bản không thể đọc được, gọi là văn bản mã hóa, bằng cách sử dụng các phép toán gọi là thuật toán. Các thuật toán này sử dụng một khóa mật mã, hoặc một tập hợp các giá trị toán học được chia sẻ (như số nguyên tố hoặc đường cong elliptic), để xáo trộn một tệp. Chỉ khóa phù hợp mới có thể giải mã tệp và chuyển đổi tệp trở lại định dạng ban đầu.
Đối với người không có khóa mật mã chính xác, một tệp đã mã hóa trông giống như dữ liệu ngẫu nhiên, nhưng mã hóa tuân theo các quy tắc logic, có thể dự đoán được. Bắt buộc phải như vậy, vì nếu không thì việc giải mã sẽ là không thể.
Khả năng bảo mật của thuật toán mã hóa phụ thuộc vào độ phức tạp của thuật toán đó. Mã hóa hiện đại sử dụng các thuật toán phức tạp và kích thước khóa mạnh mẽ để ngay cả những siêu máy tính mạnh nhất cũng không thể đoán được mọi câu trả lời khả thi trong một khoảng thời gian hợp lý.
Dữ liệu thường được mã hóa khi được lưu trữ (“ở trạng thái nghỉ”) và khi được gửi giữa các thiết bị (“ở trạng thái truyền tải”).

Xem video trên YouTube: Cơ chế hoạt động của mã hóa(cửa sổ mới)
Ví dụ về mã hóa
Một trong những ví dụ nổi tiếng nhất về mã hóa là mật mã Caesar, được Julius Caesar sử dụng để giữ riêng tư cho các thư của mình. Trong mật mã này, mỗi chữ cái trong văn bản gốc được thay thế bằng một chữ cái khác được di chuyển lên hoặc xuống một số vị trí cố định trong bảng chữ cái. Ví dụ, bằng cách dịch lùi ba vị trí, “A” trở thành “X” trong văn bản mã hóa, “B” trở thành “Y”, và cứ tiếp tục như vậy.
Tất nhiên, các mật mã (một thuật toán cụ thể dùng để mã hóa) kể từ đó đã phát triển để trở nên phức tạp hơn nhiều, khiến chúng khó bị bẻ khóa hơn nhiều. Mã hóa hiện đại được xử lý bằng các thuật toán phức tạp có thể mã hóa văn bản thuần túy và sau đó giải mã văn bản mã hóa trong vài mili giây, vì vậy không cần phải đánh đổi sự tiện lợi để lấy tính bảo mật.

Mã hóa đối xứng và bất đối xứng
Nói một cách khái quát, có hai loại mã hóa: đối xứng và bất đối xứng. Mỗi loại đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng.
Mã hóa đối xứng
Trong mã hóa đối xứng, cùng một khóa được sử dụng để mã hóa văn bản thuần túy và giải mã văn bản mã hóa. Mật mã Caesar là một ví dụ lịch sử về mã hóa đối xứng.
Mã hóa đối xứng nhanh hơn nhiều so với mã hóa bất đối xứng, nhưng có một nhược điểm lớn: Nếu kẻ tấn công chặn được cả khóa và thư, họ sẽ có thể đọc nội dung bên trong. Để bảo vệ khóa trong quá trình truyền tải, bản thân các khóa mật mã đối xứng thường được mã hóa bằng mã hóa bất đối xứng.

Mã hóa bất đối xứng
Với mã hóa bất đối xứng, các khóa khác nhau được sử dụng để mã hóa và giải mã thông tin. Các khóa này đi thành cặp: Người gửi sử dụng khóa công khai để mã hóa thông tin và người nhận sử dụng khóa riêng tư để giải mã thông tin đó. Bất kỳ ai cũng có thể sử dụng khóa công khai để mã hóa thông tin (đó là lý do tại sao phương thức này còn được gọi là mã hóa khóa công khai), nhưng chỉ người giữ khóa riêng tư tương ứng mới có thể giải mã thông tin đó.
Hãy tưởng tượng việc này giống như có một khe bỏ thư ở cửa: Bất kỳ ai cũng có thể bỏ thư vào, nhưng cần có một chìa khóa đặc biệt để mở hộp thư và đọc chúng. Điều này cho phép bất kỳ ai gửi thư mà không cần trao đổi trước khóa bí mật.

So với mã hóa đối xứng, mã hóa bất đối xứng thường được coi là an toàn hơn vì loại bỏ khó khăn trong việc chia sẻ khóa mã hóa một cách an toàn. Tuy nhiên, phương thức này cũng có xu hướng chậm hơn nhiều, khiến đây là một lựa chọn kém hấp dẫn hơn để mã hóa lượng dữ liệu lớn hơn.
Thuật toán mã hóa là gì?
Khi sử dụng một dịch vụ mã hóa dữ liệu, quá trình mã hóa được xử lý bởi các thuật toán, vốn là những công thức toán học phức tạp. Hai danh mục chính là thuật toán đối xứng và thuật toán bất đối xứng.
Tính bảo mật của khóa mã hóa gắn liền với độ dài của khóa, được đo bằng bit. Độ khó của việc bẻ khóa tăng theo cấp số nhân khi độ dài của khóa tăng lên.
Ví dụ: một khóa 1 bit chỉ có hai giá trị khả thi (1 hoặc 0), giúp việc đoán khóa trở nên dễ dàng. Tuy nhiên, khóa 128 bit sẽ có 340 undecillion tổ hợp khả thi (đó là con số 340 với 36 chữ số 0 phía sau), khiến các cuộc tấn công vét cạn hầu như không thể thực hiện được.
Nhìn chung, các khóa mã hóa đối xứng 256 bit được coi là an toàn, nhưng các khóa bất đối xứng đôi khi phải dài hàng nghìn bit để cung cấp mức độ bảo mật tương tự.
Thuật toán mã hóa đối xứng
Các thuật toán đối xứng thường mã hóa thông tin theo từng bit (gọi là mật mã dòng) hoặc theo các khối gồm nhiều byte (gọi là mật mã khối).
Ưu điểm chính của việc sử dụng mã hóa đối xứng là tốc độ nhanh, giúp phương thức này trở thành lựa chọn phù hợp cho những tác vụ như mã hóa toàn bộ đĩa hoặc lưu lượng VPN.
Các ví dụ về thuật toán mã hóa đối xứng bao gồm AES (Advanced Encryption Standard) và ChaCha20.

Thuật toán mã hóa bất đối xứng
Mã hóa bất đối xứng chậm hơn mã hóa đối xứng do các phép toán cần thực hiện để mã hóa và giải mã văn bản mã hóa. Mặc dù độ trễ có thể chỉ tính bằng mili giây, nhưng con số này sẽ tích tụ lại khi xử lý các tệp lớn.
Điều này có nghĩa là mã hóa bất đối xứng thường được sử dụng phổ biến nhất để xử lý các hoạt động trao đổi khóa, chứ không phải để mã hóa dữ liệu hàng loạt. Thông thường, một khóa mã hóa đối xứng được sử dụng để mã hóa dữ liệu, sau đó mã hóa bất đối xứng (như mã hóa dữ liệu bằng khóa công khai của người nhận) sẽ được áp dụng để dữ liệu có thể được truyền tải an toàn qua các mạng mở như internet.
Các thuật toán mã hóa bất đối xứng phổ biến bao gồm hệ thống mật mã RSA (Rivest–Shamir–Adleman) và ECDH (Elliptic-curve Diffie–Hellman), vốn được sử dụng để thống nhất các khóa mã hóa một cách an toàn.
ECDH là một loại mật mã đường cong elliptic (ECC) cụ thể. ECC dựa trên cấu trúc của các đường cong elliptic (như trong hình) để đạt được mức độ bảo mật cao hơn mà không cần các khóa dài hơn, giúp thuật toán này hữu ích cho các ứng dụng có tài nguyên hạn chế, chẳng hạn như nhắn tin.

So sánh mã hóa đối xứng và bất đối xứng: Điểm khác biệt
Mã hóa đối xứng | Mã hóa đối xứng | Mã hóa bất đối xứng |
|---|---|---|
Phương thức | Sử dụng một khóa duy nhất cho cả quá trình mã hóa và giải mã | Sử dụng hai khóa khác nhau — một khóa công khai để mã hóa và một khóa riêng tư để giải mã |
Tốc độ | Nhanh chóng | Chậm |
Độ dài khóa | Thường là 128-256 bit | Thường là ≥2048 bit đối với RSA, ≥256 bit đối với ECC |
Công dụng phổ biến | Bảo vệ dữ liệu có kích thước lớn, chẳng hạn như các hệ thống cục bộ và cơ sở dữ liệu | Bảo mật thư và các phương thức liên lạc khác |
Ví dụ | AES, ChaCha20 | RSA, ECDH |
Tại sao mã hóa lại quan trọng?
Lợi ích chính của mã hóa là đảm bảo thông tin luôn được riêng tư, đặc biệt là khi truyền tải qua internet. Mã hóa đã trở nên phổ biến hơn nhiều trên môi trường trực tuyến, đặc biệt là trên các ứng dụng nhắn tin và dịch vụ xử lý dữ liệu nhạy cảm, như các ứng dụng ngân hàng.
Trên thực tế, hầu như mọi trang web hiện nay đều được bảo vệ bằng TLS (được biểu thị bằng ký tự “https” ở đầu URL). TLS sử dụng mã hóa bất đối xứng để trao đổi khóa mã hóa đối xứng một cách an toàn, sau đó chuyển sang mã hóa đối xứng để bảo vệ dữ liệu trong suốt phiên kết nối.
Mã hóa mạnh đặc biệt quan trọng đối với các doanh nghiệp, vì khả năng bảo vệ dữ liệu mạnh mẽ là điều cần thiết để tuân thủ các quy định về dữ liệu như HIPAA (quản lý dữ liệu y tế tại Hoa Kỳ), GDPR (quản lý quyền riêng tư dữ liệu chung tại Châu Âu) và PCI DSS (quản lý các hệ thống thanh toán trên toàn thế giới).

Proton sử dụng mã hóa như thế nào?
Tại Proton, quyền riêng tư và bảo mật luôn được đặt lên hàng đầu, đó là lý do tại sao các ứng dụng được thiết kế để sử dụng mã hóa đầu cuối (E2EE) và công nghệ mật mã hàng đầu ngành.
Khi có thể áp dụng, các ứng dụng sử dụng E2EE, nghĩa là dữ liệu được mã hóa trên thiết bị và không bị giải mã cho đến khi tới thiết bị đích.
Hãy so sánh điều này với dịch vụ email hoặc lưu trữ đám mây thông thường, vốn thường mã hóa thư hoặc tệp trong quá trình truyền tải, giải mã khi tới máy chủ, rồi lại mã hóa lại để lưu trữ — tất cả đều sử dụng các khóa mã hóa do chính dịch vụ đó kiểm soát. Phương thức này vốn kém an toàn hơn, vì nhà cung cấp dịch vụ nắm giữ các khóa cần thiết để truy cập thư hoặc tệp bất kỳ lúc nào.
Để áp dụng E2EE, tiêu chuẩn OpenPGP được sử dụng nhằm kết hợp tốc độ của mã hóa đối xứng với tính bảo mật của mã hóa bất đối xứng, tương tự như TLS. Ngoài ra, OpenPGP là mã nguồn mở, nghĩa là bất kỳ ai cũng có thể phân tích để xác thực và cải thiện tính bảo mật của tiêu chuẩn này.
Mỗi dịch vụ của Proton áp dụng phương thức mã hóa khác nhau, tùy thuộc vào cách sử dụng dịch vụ đó. Dưới đây là cách mã hóa được sử dụng để đảm bảo quyền kiểm soát dữ liệu:
Ứng dụng thư mã hóa đầu cuối các email được gửi từ người dùng Proton Mail này sang người dùng Proton Mail khác.
E2EE có thể được kích hoạt cho email từ Proton Mail gửi đến người không dùng bằng tính năng Email bảo vệ bằng mật khẩu.
Tất cả thư trong Proton Mail đều được lưu trữ bằng mã hóa không quyền truy cập.
Với Proton VPN, toàn bộ lưu lượng internet được mã hóa bằng ChaCha20 hoặc AES-256, hai thuật toán bảo mật.
Ngoài ra, Proton VPN chỉ sử dụng mật mã và giao thức hỗ trợ tính năng bảo mật chuyển tiếp hoàn hảo; ngay cả khi các phiên VPN trong tương lai bị xâm phạm, các phiên trong quá khứ vẫn được bảo mật.
Nhờ có E2EE sử dụng tiêu chuẩn OpenPGP và ECC, không ai khác có thể truy cập các tệp trên Proton Drive nếu không có sự cho phép.
Tính năng này cũng áp dụng cho việc chia sẻ tệp, giúp dễ dàng chia sẻ ảnh, thư mục và các tài sản khác trên Proton Drive một cách riêng tư và an tâm.
Tất cả tên người dùng và mật khẩu đều được mã hóa bằng E2EE trong trình quản lý mật khẩu an toàn.
Thông qua mã hóa 256-bit AES-GCM, mọi mục được lưu trữ đều được giữ trong các kho đã mã hóa bằng khóa 32 byte được tạo ngẫu nhiên và không thể bị tấn công bạo lực, giúp bảo mật mọi thông tin đăng nhập.
Proton Calendar sử dụng tiêu chuẩn OpenPGP và ECC để bảo vệ các sự kiện và danh bạ bằng mã hóa đầu cuối, ngay cả khi lên lịch hẹn.
Khi mời ai đó tham gia sự kiện hoặc khi có người đặt lịch hẹn, thông tin của họ sẽ được mã hóa để không ai có thể nhận dạng.
Proton Meet sử dụng E2EE luôn bật để bảo mật cuộc gọi, đảm bảo chỉ người tham gia mới có thể truy cập âm thanh, video, trò chuyện và chia sẻ màn hình.
Bằng cách sử dụng giao thức Messaging Layer Security (MLS), mọi dữ liệu đều được mã hóa trên thiết bị trước khi gửi và các khóa mã hóa được cập nhật khi có người tham gia hoặc rời đi, mang lại tính năng bảo mật chuyển tiếp và khả năng bảo vệ mạnh mẽ cho các cuộc gọi nhóm.
Bảo vệ bản thân bằng công nghệ mã hóa Proton
Giờ đây khi đã biết cách thức hoạt động của mã hóa, hãy bắt đầu áp dụng. Bảo vệ dữ liệu bằng Proton.
Các câu hỏi thường gặp về mã hóa
- Mọi phương thức mã hóa có an toàn như nhau không?
- Mã hóa có bền vững trước tương lai không?
- Nếu ai đó lấy cắp khóa mã hóa, họ có thể đọc được tất cả thư trước đây không?
- Có cần sử dụng mã hóa cho hoạt động hằng ngày không?
- Mã hóa bảo vệ chống lại tin tặc bằng cách nào?
- Mã hóa có giống như mật khẩu không?
- Mã hóa có làm giảm hiệu năng không?
- Có thể chia sẻ dữ liệu đã mã hóa với người khác không?
- Chính phủ hoặc cơ quan thực thi pháp luật có thể truy cập vào các thư đã mã hóa đầu cuối không?
- Mã hóa có hợp pháp không?


