RSA là gì?
RSA là một thành quả của nghiên cứu, là kết quả của sự hợp tác đồng lòng giữa ba nhà nghiên cứu xuất sắc, gồm Adi Shamir, Len Adleman và Ron Rivest. Phương pháp này được công bố chính thức lần đầu tiên vào năm 1977 tại Massachusetts Institute of Technology (MIT). Tên gọi “RSA” là viết tắt của ba chữ cái đầu tiên của tên của ba nhà khoa học đó, tạo nên một tên gọi đặc biệt và dễ nhớ cho phương pháp mã hóa này.
RSA là gì? RSA một hệ mã hóa đối xứng có ứng dụng rộng rãi và phổ biến
RSA, hay còn gọi là hệ mã hóa đối xứng, là một thuật toán rộng rãi và phổ biến được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Trong các hoạt động như mã hóa và thiết lập chữ ký điện tử, RSA thường được sử dụng với vai trò là khóa công khai. Không giống như các phương pháp mã hóa đối xứng khác, nơi mà cùng một khóa được sử dụng cho cả mã hóa và giải mã, RSA sử dụng hai khóa riêng biệt: khóa công khai và khóa bí mật.
Trong quá trình gửi và nhận dữ liệu, RSA đảm bảo tính bất đối xứng bằng cách sử dụng cả hai loại khóa. Người gửi có thể sử dụng khóa công khai để mã hóa thông tin trước khi gửi đi, nhưng để giải mã, người nhận cần phải có khóa bí mật tương ứng. Điều này tương tự như cơ chế đóng và mở khóa cửa, nhưng với RSA, quá trình này trở nên phức tạp hơn nhiều do đó là một thuật toán.
Mặc dù việc mã hóa bảo vệ thông tin, nhưng nó đồng thời tạo ra thách thức cho người nhận, vì họ cần biết cách giải mã để xem nội dung. Để giải quyết vấn đề này, khóa bí mật luôn đi kèm với quá trình mã hóa, đảm bảo rằng chỉ người có khóa bí mật mới có thể giải mã được dữ liệu.
Điểm đặc biệt của RSA so với mã hóa đối xứng là khóa bí mật không bao giờ được tiết lộ ra ngoại trừ trường hợp có khóa bí mật, người ta không thể giải mã thông tin. Điều này làm cho RSA trở thành lựa chọn tối ưu trong nhiều trường hợp đòi hỏi tính bảo mật cao. Các giao thức như SSL và HTTPS, cũng như chứng chỉ điện tử, thường sử dụng RSA để đảm bảo an toàn trong việc truyền tải thông tin.
RSA hoạt động như thế nào?
Để hoàn thiện mọi yếu tố để cải thiện chức năng bảo mật của RSA cần trải qua các bước sau:
Sinh hóa
Sinh hóa là quá trình tìm kiếm một bộ bao gồm 3 số tự nhiên là d, n, e thỏa mãn công thức dưới đây.
Med trùng mmod n
Trong đó d là giá trị được bảo mật tuyệt đối để khi biết các giá trị khác là n, e, m thì cũng không thể tìm ra được giá trị của d. Với công thức này, RSA sẽ sinh khóa theo quy trình:
- Chọn ra hai số nguyên tố là p và q.
- Tính n = pq, sau đó giá trị của n sẽ có vai trò ở cả hai loại khóa là khóa bí mật và khóa công khai.
- Một vài số giả nguyên tố sẽ được tính toán và đưa và giữ bó mật.
- Chọn một số e ở giữa số 1 và số giải nguyên tố n sao cho ước chung lớn nhất của hai số này bằng 1 (giá trị của e và số giả nguyên tố n có nguyên tố trùng nhau).
- Tiếp tục tìm giá trị của d sao cho d trùng với 1/e hay de =1. Số tự nhiên d lúc này sẽ là nghịch đảo của số e theo công thức modulo mod λ(n).
Khi đó khóa công khai sẽ là bộ số (n, e) còn khóa bí mật là bộ số (n, d). Nhiệm vụ chính của bạn chính là giữ cẩn thận khóa bí mật và số nguyên tố p, q để từ đó phục vụ việc tính toán và mở khóa.
Trên thực tế, khi đưa vào thực hành, người ta vẫn lựa chọn giá trị của e nhỏ để việc giải mã trở nên nhanh chóng, thông thường e = 65537.
RSA sử dụng khóa công khai để mã hóa và khóa bí mật để giải mã
Mã hóa và giải mã
Chính vì tính bảo mật xuất sắc của hệ mật RSA, chỉ có thể có người nhận dữ liệu mới có khả năng mở khóa. Nếu bạn đang có một tập dữ liệu M, bạn cần chuyển nó thành một số tự nhiên m, nằm trong khoảng (0, n), đồng thời đảm bảo rằng giá trị m và n là hai số nguyên tố cùng nhau. Để thực hiện việc này, bạn có thể áp dụng kỹ thuật padding, sau đó tiến hành mã hóa m thành c bằng cách sử dụng công thức:
c ≡ me mod n
c sẽ là dữ liệu được chuyển đến người nhận, người nhận lúc này sẽ giải mã c để lấy được giá trị của m thông qua công thức:
cd ≡ mde ≡ m mod n
Sau khi lấy được giá trị của m, người nhận chỉ cần đảo ngược padding để lấy thông tin gốc.
Ứng dụng của RSA trong cuộc sống
RSA trong bảo mật dữ liệu
RSA ra đời với mục đích bảo vệ dữ liệu, do vậy chúng được ứng dụng rất nhiều trong hoạt động hiện đại. Những ứng dụng của RSA trong bảo mật dữ liệu như:
- Chứng thực dữ liệu: chắc hẳn các bạn đã từng gặp tình trạng yêu cầu xác minh bằng cách đưa ra các con số gửi về email hay số điện thoại trước khi đăng nhập. Đây chính là phương pháp bảo mật thông tin, dữ liệu ứng dụng thuật toán RSA để tránh những tình trạng mạo danh, hack tài khoản gây ảnh hưởng cho người dùng và xã hội. Việc chứng thực giúp bảo vệ được tài khoản của bản thân người sử dụng giúp an tâm hơn khi sử dụng các dịch vụ trực tuyến.
- Truyền tải dữ liệu an toàn: hiện nay tình trạng nghe lén, theo dõi hoạt động cũng như lấy cắp dữ liệu cá nhân trên mạng xã hội bị lên án và chỉ trích rất nhiều, bao gồm cả ông lớn Facebook. Không chỉ những trang mạng xã hội, các trang web cũng không tránh khỏi việc lưu lại các hoạt động, hành vi truy cập để phục vụ các mục đích Marketing. Do đó với thuật toán RSA giúp dữ liệu khỏi các cuộc tấn công của kẻ xấu.
- Chữ ký số/ chữ ký điện tử: trên các thẻ ATM luôn có phần chữ ký điện tử đã được mã hóa từ chữ ký của khách hàng khi đăng ký tài khoản tại ngân hàng. Có thể nói, trong lĩnh vực ngân hàng, vấn đề bảo mật thông tin của khách hàng cần được đặt lên hàng đầu, chúng quyết định chất lượng của dịch vụ. RSA được ứng dụng để bảo mật dữ liệu khi người dùng thực hiện những giao dịch ngân hàng, đem lại trải nghiệm tốt và giúp khách hàng an tâm hơn.
RSA có rất nhiều ứng dụng ưu việt trong các bảo mật dữ liệu
Ứng dụng của RSA trong công nghệ thông tin
Trong lập trình bằng ngôn ngữ Java, việc sử dụng mã hóa RSA là một thực tế phổ biến giữa các nhà phát triển, nhằm tăng cường tính bảo mật cho các trang web và ứng dụng, đồng thời đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Mã nguồn RSA có khả năng hoạt động linh hoạt dưới mọi biến động của môi trường, và không chỉ riêng trong Java, các lập trình viên còn khám phá và tích hợp các đoạn mã RSA trong các ngôn ngữ lập trình khác để nâng cao tính hiệu quả và đảm bảo tính bảo mật thông tin.
Trong tình hình ngày nay, việc sử dụng ứng dụng và trang web trên Internet ngày càng gia tăng, đặt ra vấn đề bảo mật dữ liệu là mối quan tâm hàng đầu. Những dữ liệu này thường chứa thông tin cá nhân và tài chính quan trọng, và việc rò rỉ thông tin có thể gây hậu quả nghiêm trọng đối với người sử dụng. Chính vì vậy, thuật toán RSA trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong lĩnh vực ngân hàng.
Bài viết nhấn mạnh sự quan trọng của việc áp dụng RSA để bảo vệ thông tin, đồng thời hy vọng độc giả đã hiểu rõ về công nghệ này và có thêm kiến thức để bảo vệ dữ liệu cá nhân của mình một cách hiệu quả.
