Symmetric vs Asymmetric Encryption in Cryptography

ความแตกต่างระหว่างการเข้ารหัสแบบสมมาตรและแบบอสมมาตรในวิทยาการรหัสลับ – ภาพรวมโดยย่อ

Reading time

การเก็บรักษาข้อมูลด้วยการเข้ารหัสเป็นงานที่ไม่เคยมีความสำคัญมากไปกว่าปัจจุบันนี้ ไม่ว่าจะเป็นการเก็บรักษาข้อมูลส่วนบุคคลหรือบันทึกทางธุรกิจที่มีความละเอียดอ่อน การเข้ารหัสถือเป็นการป้องกันการโจมตีทางไซเบอร์ขั้นแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมสกุลเงินดิจิตอลและการชำระเงิน 

การเข้ารหัสที่ใช้กันทั่วไปสองประเภทในวิทยาการรหัสลับคือแบบสมมาตรและแบบอสมมาตร แม้ว่าทั้งสองประเภทจะมีวัตถุประสงค์เดียวกัน แต่ก็มีแนวทางที่แตกต่างกันเล็กน้อยในการปกป้องข้อมูล

ดังนั้นการเข้ารหัสแบบสมมาตรและแบบอสมมาตรแตกต่างกันอย่างไร? และแบบไหนดีกว่ากัน?

ประเด็นที่สำคัญ

  1. การเข้ารหัสแบบสมมาตรอาศัยกุญแจลับที่ใช้ร่วมกัน ในขณะที่แบบอสมมาตรใช้กุญแจ 1 คู่
  2. การเข้ารหัสแบบอสมมาตรจะจัดการกับความท้าทายของการแจกจ่ายกุญแจและการสื่อสารที่ปลอดภัยกับบุคคลที่ไม่รู้จัก
  3. 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

Symmetric Encryption Scheme

ข้อดี

การดำเนินการเข้ารหัสแบบสมมาตรมีข้อดีหลายประการสำหรับผู้ใช้และนักพัฒนา:

  • ความเร็ว: อัลกอริทึมมีประสิทธิภาพในการคำนวณและเหมาะสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว
  • เรียบง่าย: ใช้งานได้ง่ายตรงไปตรงมา และใช้พลังในการคำนวณน้อยกว่าการเข้ารหัสแบบอสมมาตร
  • ความปลอดภัยของการสื่อสาร: ทำให้มั่นใจได้ถึงการสื่อสารที่ปลอดภัยระหว่างบุคคลที่มีรหัสลับเดียวกัน

ข้อเสีย

ในขณะเดียวกัน การเข้ารหัสแบบสมมาตรก็มีข้อจำกัดเช่นกัน:

  • การแจกจ่ายกุญแจ: ความท้าทายหลักของการเข้ารหัสแบบสมมาตรคือการแจกจ่ายกุญแจลับอย่างปลอดภัยให้กับทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้อง เนื่องจากความปลอดภัยของทั้งระบบจะมีความเสี่ยงหากกุญแจถูกบุกรุก
  • ความสามารถในการปรับขนาด: วิธีการนี้ไม่สามารถปรับขนาดได้สำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่ หรือในสถานการณ์ที่หลายฝ่ายจำเป็นต้องสื่อสารอย่างปลอดภัย
pros and cons of symmetric encryption

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

Asymmetric Encryption Scheme

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
pros and cons of asymmetric encryption

เมื่อใดจึงควรใช้การเข้ารหัสแบบสมมาตรและแบบอสมมาตร?

การดำเนินการเข้ารหัสทั้งสองประเภทมีทั้งจุดแข็งและจุดอ่อน ทำให้เหมาะสำหรับกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน 

แบบสมมาตรมีความเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า เหมาะสำหรับการจัดการข้อมูลจำนวนมาก ในทางกลับกันการเข้ารหัสแบบอสมมาตรให้ความปลอดภัยที่มากกว่า เนื่องจากฝ่ายต่าง ๆ ไม่จำเป็นต้องแลกเปลี่ยนกุญแจลับของตน

Symmetric vs Asymmetric Encryption Comparison

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

บทความล่าสุด

B2BINPAY v21: What's New?
B2BINPAY v21: การผสานรวม Algorand & Solana, ความปลอดภัยระดับต่อไป และการสนับสนุนลูกค้าที่เพิ่มขึ้น
How Wallet-as-a-Service Transforms Digital Asset Management
การเปลี่ยนแปลงการจัดการสินทรัพย์ดิจิทัลสำหรับธุรกิจด้วยกระเป๋าสตางค์ในรูปแบบบริการ
Ethereum Upgrades:  Key Milestones and Future Roadmap |
การอัปเกรด Ethereum: เหตุการณ์สำคัญและแผนที่ถนนในอนาคต
B2BinPay at Finance Magnates London Summit 2024
B2BINPAY Gears Up for Finance Magnates London Summit 2024: Join Us at the Premier Event for FinTech Innovation
28.08.2024