การเก็บรักษาข้อมูลด้วยการเข้ารหัสเป็นงานที่ไม่เคยมีความสำคัญมากไปกว่าปัจจุบันนี้ ไม่ว่าจะเป็นการเก็บรักษาข้อมูลส่วนบุคคลหรือบันทึกทางธุรกิจที่มีความละเอียดอ่อน การเข้ารหัสถือเป็นการป้องกันการโจมตีทางไซเบอร์ขั้นแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมสกุลเงินดิจิตอลและการชำระเงิน
การเข้ารหัสที่ใช้กันทั่วไปสองประเภทในวิทยาการรหัสลับคือแบบสมมาตรและแบบอสมมาตร แม้ว่าทั้งสองประเภทจะมีวัตถุประสงค์เดียวกัน แต่ก็มีแนวทางที่แตกต่างกันเล็กน้อยในการปกป้องข้อมูล
ดังนั้นการเข้ารหัสแบบสมมาตรและแบบอสมมาตรแตกต่างกันอย่างไร? และแบบไหนดีกว่ากัน?
ประเด็นที่สำคัญ
- การเข้ารหัสแบบสมมาตรอาศัยกุญแจลับที่ใช้ร่วมกัน ในขณะที่แบบอสมมาตรใช้กุญแจ 1 คู่
- การเข้ารหัสแบบอสมมาตรจะจัดการกับความท้าทายของการแจกจ่ายกุญแจและการสื่อสารที่ปลอดภัยกับบุคคลที่ไม่รู้จัก
- โดยทั้งสองวิธีพบว่ามีการใช้งานในแอปพลิเคชันสมัยใหม่และให้บริการตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับระดับความปลอดภัยและประสิทธิภาพที่ต้องการ
การเข้ารหัสแบบสมมาตร
การเข้ารหัสแบบสมมาตรหรือที่เรียกว่าการเข้ารหัสกุญแจลับ เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการเข้ารหัสข้อความ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้กุญแจเดียวสำหรับทั้งขั้นตอนการเข้ารหัสและการถอดรหัส กุญแจนี้อาจเป็นเส้นอักขระของบิต อัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์ หรือชุดของคำสุ่มที่รู้จักโดยผู้สร้างและผู้รับเท่านั้น
ทั้งฝ่ายส่งและฝ่ายรับใช้กุญแจเดียวกัน ดังนั้นจึงใช้คำว่า “สมมาตร” กุญแจจึงถูกเก็บเป็นความลับและต้องแลกเปลี่ยนกันอย่างปลอดภัย
การเข้ารหัสแบบสมมาตรทำงานอย่างไร
กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับสามขั้นตอนหลัก:
การสร้างกุญแจ
กุญแจลับถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวสร้างตัวเลขสุ่มหรืออัลกอริทึมที่ปลอดภัย ความยาวของกุญแจขึ้นอยู่กับระดับความปลอดภัยที่ผู้ส่งและผู้รับกำหนด โดยทั่วไปแล้วกุญแจที่ยาวกว่าจะถือว่าปลอดภัยกว่า เนื่องจากมีการผสมผสานอักขระที่มากกว่าเพื่อไม่ให้ผู้โจมตีคาดเดาได้
การเข้ารหัส
ข้อความธรรมดาแบ่งออกเป็นบล็อกขนาดคงที่ และรหัสลับจะถูกนำไปใช้กับแต่ละบล็อกโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า “cipher” ผลลัพธ์ของการดำเนินการนี้เรียกว่าข้อความไซเฟอร์ (Cipher Text)
การถอดรหัส
เมื่อผู้รับได้รับข้อความที่เข้ารหัส พวกเขาจะใช้รหัสลับเดียวกันกับผู้ส่งเพื่อย้อนกลับกระบวนการไซเฟอร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้การดำเนินการถอดรหัสกับแต่ละบล็อกของข้อความไซเฟอร์เพื่อดึงข้อความต้นฉบับออกมา
ข้อดี
การดำเนินการเข้ารหัสแบบสมมาตรมีข้อดีหลายประการสำหรับผู้ใช้และนักพัฒนา:
- ความเร็ว: อัลกอริทึมมีประสิทธิภาพในการคำนวณและเหมาะสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว
- เรียบง่าย: ใช้งานได้ง่ายตรงไปตรงมา และใช้พลังในการคำนวณน้อยกว่าการเข้ารหัสแบบอสมมาตร
- ความปลอดภัยของการสื่อสาร: ทำให้มั่นใจได้ถึงการสื่อสารที่ปลอดภัยระหว่างบุคคลที่มีรหัสลับเดียวกัน
ข้อเสีย
ในขณะเดียวกัน การเข้ารหัสแบบสมมาตรก็มีข้อจำกัดเช่นกัน:
- การแจกจ่ายกุญแจ: ความท้าทายหลักของการเข้ารหัสแบบสมมาตรคือการแจกจ่ายกุญแจลับอย่างปลอดภัยให้กับทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้อง เนื่องจากความปลอดภัยของทั้งระบบจะมีความเสี่ยงหากกุญแจถูกบุกรุก
- ความสามารถในการปรับขนาด: วิธีการนี้ไม่สามารถปรับขนาดได้สำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่ หรือในสถานการณ์ที่หลายฝ่ายจำเป็นต้องสื่อสารอย่างปลอดภัย
การเข้ารหัสแบบอสมมาตร
การเข้ารหัสแบบอสมมาตรหรือที่เรียกว่าการเข้ารหัสกุญแจสาธารณะ เป็นเทคนิคการเข้ารหัสสมัยใหม่ที่ใช้กุญแจสาธารณะและส่วนตัว ทุกคนสามารถใช้รหัสสาธารณะได้ ในขณะที่รหัสส่วนตัวยังคงเป็นความลับ การเข้ารหัสแบบอสมมาตรนำเสนอวิธีการแก้ไขปัญหาการแจกจ่ายกุญแจที่แบบสมมาตรต้องเผชิญกับความปลอดภัยทางดิจิทัล
การเข้ารหัสแบบอสมมาตรทำงานอย่างไร
ในอัลกอริทึมการเข้ารหัสประเภทนี้ มีกระบวนการสามกระบวนการที่เหมือนกันเข้ามาเกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ จะมีความแตกต่างเล็กน้อย:
การสร้างกุญแจ
กระบวนการเริ่มต้นด้วยการสร้างกุญแจ 1 คู่ – กุญแจสาธารณะและกุญแจลับ แม้จะมีความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ แต่กุญแจเหล่านี้ก็ไม่สามารถอนุมานได้จากกัน จากนั้นกุญแจสาธารณะจะถูกแชร์กับใครก็ตามที่ต้องการสื่อสารอย่างปลอดภัยกับเจ้าของกุญแจส่วนตัว
การเข้ารหัส
ในการส่งข้อความอย่างปลอดภัยในรูปแบบการรักษาความปลอดภัยการเข้ารหัสแบบอสมมาตร ผู้ส่งจะใช้กุญแจสาธารณะของผู้รับเพื่อเข้ารหัสไซเฟอร์ข้อความ กระบวนการนี้จะแปลงข้อมูลต้นฉบับเป็นโค้ดที่เข้ารหัส ทำให้ใครก็ตามที่ไม่มีกุญแจลับจะไม่สามารถอ่านได้
การถอดรหัส
เฉพาะผู้รับข้อมูลที่เข้ารหัสเท่านั้นที่จะสามารถใช้รหัสลับที่เกี่ยวข้องเพื่อถอดรหัสข้อความและดึงข้อความธรรมดาต้นฉบับได้ การเข้ารหัสแบบอสมมาตรช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีเฉพาะบุคคลที่ได้รับอนุญาตเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงข้อมูลที่สำคัญได้ โดยเพิ่มการรักษาความปลอดภัยอีกชั้นพิเศษให้กับกระบวนการสื่อสาร
ข้อดี
ประโยชน์หลัก ๆ ของการเข้ารหัสประเภทนี้มีดังต่อไปนี้:
- การแจกจ่ายกุญแจ: ช่วยลดความจำเป็นในการแจกจ่ายกุญแจที่ปลอดภัย กุญแจสาธารณะสามารถแบ่งปันกับทุกคนได้ ในขณะที่กุญแจส่วนตัวจะต้องเก็บเป็นความลับ
- การสื่อสารที่ปลอดภัย: รับประกันการรักษาความลับและความไว้วางใจระหว่างฝ่ายต่าง ๆ ที่ไม่เคยพบกันมาก่อน หรือไม่มีข้อตกลงล่วงหน้าเกี่ยวกับกุญแจลับที่ใช้ร่วมกัน
- ลายเซ็นดิจิทัล: ช่วยให้สามารถสร้างลายเซ็นดิจิทัลได้ ทำให้เอกสารดิจิทัลมีความถูกต้อง
ข้อเสีย
อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ไม่ใช่ว่าจะไม่มีข้อเสียเลย:
- การคำนวณที่ซับซ้อน: อัลกอริทึมมีความซับซ้อนในการคำนวณและช้ากว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแนวทางแบบสมมาตร ดังนั้นจึงเป็นการยากกว่าในการส่งข้อมูลปริมาณมากด้วยวิธีนี้
- ความยาวของกุญแจ: ต้องใช้ความยาวของกุญแจที่ยาวขึ้นเพื่อความปลอดภัยที่เพียงพอในการเข้ารหัสแบบอสมมาตร เมื่อเปรียบเทียบกับอัลกอริทึมแบบสมมาตร
- การจัดการกุญแจ: วิธีการนี้ต้องการการจัดการคู่ของกุญแจอย่างระมัดระวัง เพื่อป้องกันการเข้าถึงกุญแจส่วนตัวโดยไม่ได้รับอนุญาต
เมื่อใดจึงควรใช้การเข้ารหัสแบบสมมาตรและแบบอสมมาตร?
การดำเนินการเข้ารหัสทั้งสองประเภทมีทั้งจุดแข็งและจุดอ่อน ทำให้เหมาะสำหรับกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน
แบบสมมาตรมีความเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า เหมาะสำหรับการจัดการข้อมูลจำนวนมาก ในทางกลับกันการเข้ารหัสแบบอสมมาตรให้ความปลอดภัยที่มากกว่า เนื่องจากฝ่ายต่าง ๆ ไม่จำเป็นต้องแลกเปลี่ยนกุญแจลับของตน
การใช้งานการเข้ารหัสแบบสมมาตร
ตัวอย่างทั่วไปของการเข้ารหัสแบบสมมาตรที่ใช้งานอยู่ ได้แก่ แอปส่งข้อความที่ปลอดภัย เช่น WhatsApp และ Signal ซึ่งใช้โปรโตคอล Signal สำหรับการเข้ารหัสจากต้นทางถึงปลายทาง
ในภาคการธนาคาร การเข้ารหัสข้อมูลจำนวนมากสามารถทำได้โดยใช้อัลกอริทึมการเข้ารหัสแบบสมมาตรบางอย่าง แอปพลิเคชันการชำระเงิน เช่น ธุรกรรมบัตร ใช้ข้อมูลที่เข้ารหัสแบบสมมาตรเพื่อปกป้องข้อมูลระบุตัวตน (PII) และป้องกันการโจรกรรมข้อมูลที่ระบุตัวตนหรือการเรียกเก็บเงินที่เป็นการฉ้อโกง
การเข้ารหัสแบบอสมมาตรในแอปพลิเคชันปัจจุบัน
ในทางกลับกัน การเข้ารหัสแบบอสมมาตรมีการใช้อย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันสมัยใหม่ วิทยาการรหัสลับในบล็อกเชนมีความสำคัญเป็นพิเศษ
สกุลเงินดิจิทัลส่วนใหญ่ เช่น BTC และ ETH ใช้การเข้ารหัสแบบอสมมาตรเพื่อจัดการที่อยู่ในบล็อกเชน นอกจากนี้ วิธีการนี้ยังป้องกันสัญญาอัจฉริยะด้วยเช่นกัน
ในโปรโตคอล SSL และ TLS ที่นำไปใช้กับการส่งข้อมูลอย่างปลอดภัยระหว่างเบราว์เซอร์ของผู้ใช้และเซิร์ฟเวอร์ การเข้ารหัสแบบอสมมาตรเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของกระบวนการแลกเปลี่ยนกุญแจ
การปกป้องข้อมูลแบบอสมมาตรยังเป็นพื้นฐานสำหรับการรักษาความปลอดภัยของโปรโตคอลการสื่อสารอีเมล เช่น PGP และ S/MIME โปรโตคอลเหล่านี้ใช้กุญแจสาธารณะและกุญแจส่วนตัวเพื่อปกป้องเนื้อหาอีเมล ทำให้มั่นใจได้ว่าเฉพาะผู้ที่มีกุญแจส่วนตัวที่ถูกต้องเท่านั้นที่จะสามารถถอดรหัสและอ่านข้อความได้ โดยให้ความเป็นส่วนตัวและปกป้องความสมบูรณ์ของข้อความ
ความคิดเห็นปิดท้าย
ในยุคดิจิทัลปัจจุบัน ข้อมูลถือว่ามีมูลค่าสูงสุดสำหรับองค์กรและโครงการใด ๆ เมื่อมีอาชญากรรมทางไซเบอร์และการละเมิดที่ก่อให้เกิดภัยคุกคามที่สำคัญต่อข้อมูลหรือทรัพย์สินของบุคคลเพิ่มขึ้น เทคนิคการเข้ารหัสที่แข็งแรงและแข็งแกร่งจึงกลายมาเป็นที่ต้องการอย่างมากในชั่วโมงนี้
คำถามที่พบบ่อย
AES คืออะไร?
AES เป็นแนวทางแบบสมมาตรที่เป็นที่รู้จักกันดี ซึ่งออกแบบมาเพื่อปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนจากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต ทำงานโดยการแปลงข้อมูลเป็นบล็อกและรักษาความปลอดภัยแต่ละบล็อกด้วยการเข้ารหัสโดยใช้การผสมผสานระหว่างเทคนิคการแทนที่ การโอนย้าย และการผสมผสาน
RSA คืออะไร?
RSA เป็นอัลกอริทึมแบบอสมมาตรที่ใช้การแยกตัวประกอบของจำนวนเฉพาะสองตัวเพื่อมอบการป้องกันที่แข็งแกร่ง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อรักษาความปลอดภัยการแลกเปลี่ยนกุญแจและลายเซ็นดิจิทัล โดยให้ความปลอดภัยสูงสำหรับข้อมูลสำคัญ
การเข้ารหัส AES กับ RSA: แตกต่างกันอย่างไร?
AES และ RSA เป็นสองวิธีที่แตกต่างกัน ซึ่งมีจุดแข็งและการใช้งานที่แตกต่างกัน แม้ว่า AES จะเป็นอัลกอริทึมแบบสมมาตรที่ออกแบบมาเพื่อให้สามารถเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว แต่ RSA ก็เป็นวิธีการแบบอสมมาตรที่ใช้เป็นหลักสำหรับการแลกเปลี่ยนกุญแจที่ปลอดภัยและลายเซ็นดิจิทัล ต่างกันในแง่ของความเร็ว ความยาวของกุญแจ และกรณีการใช้งาน ทั้ง AES และ RSA ถือเป็นอัลกอริทึมการเข้ารหัสที่มีความปลอดภัยสูงเมื่อใช้งานอย่างถูกต้อง
คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำลาย AES ได้หรือไม่?
ไม่ได้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่สามารถถอดรหัส AES ได้หากมีการใช้กุญแจขนาดใหญ่เพียงพอ คอมพิวเตอร์ควอนตัมเก่งในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์บางอย่างที่คอมพิวเตอร์แบบเดิมต้องเผชิญ ทำให้เป็นภัยคุกคามต่อวิธีการเข้ารหัสที่มีอยู่ อย่างไรก็ตามหากคุณใช้กุญแจที่ยาวกว่าใน AES (256 บิตขึ้นไป) เวลาและทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับเครื่องควอนตัมในการถอดรหัสข้อความจะไม่สามารถทำได้
