RSA là cái tên được nhắc đến nhiều nhất trong lĩnh vực mật mã học bởi nó không chỉ đánh dấu được sự tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực này mà còn được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động thương mại điện tử. Không chỉ có vậy, RSA còn được tìm ra và định nghĩa bởi ba nhà khoa học lớn nên nó vô cùng nổi tiếng. 

Nếu bạn hoạt động trong lĩnh vực mật mã hay muốn tìm hiểu RSA là gì thì bạn không nên bỏ qua những thông tin mà aetc.edu.vn chia sẻ dưới đây để mở rộng hiểu biết của mình.

RSA là gì? 

Mã hoá RSA là một hệ mã hoá bất đối xứng hay một thuật toán có phạm vi ứng dụng vô cùng phổ biến và rộng rãi. RSA có vai trò như một mã hóa công khai có thể chia sẻ được và được sử dụng nhiều trong công tác mã hoá và thiết lập chữ ký điện tử. Bất cứ ai cũng có thể mã hoá các nguồn dữ liệu được gửi đi bằng cách dùng khóa công khai. Tuy nhiên, để có thể giải mã được các nguồn dữ liệu đó bạn cần phải nhận được sự hỗ trợ của khoá bí mật hay khoá riêng.

Mỗi người dùng RSA sẽ sở hữu một cặp khoá bao gồm khoá công khai và khóa riêng dành cho hoạt động gửi và nhận. Hai khoá này sẽ làm hai nhiệm vụ bất đối xứng là mã hoá và giải mã. Điều này sẽ tương tự như cơ chế đóng khoá và mở khoá nhưng RSA sẽ phức tạp hơn nhiều.

• Việc mã hoá tuy đảm bảo tính bảo mật cho thông tin nhưng nó lại gây bất lợi cho người nhận nếu họ không thể giải mã được các giá trị thông tin đã thực hiện việc mã hoá.
• Khoá bí mật luôn cần đi cùng với việc mã hoá và khoá bí mật này cũng chỉ thuộc quyền sở hữu của người nhận thông tin mã hoá được gửi tới thông qua hệ mã hoá RSA.

Khác với các loại mã hoá có khoá đối xứng, khoá bí mật của RSA chắc chắn sẽ không truyền được bất kỳ thông tin nào ra ngoài dù có thiết bị nghe lén hỗ trợ. Do đó, các đối tượng xấu nếu không có khoá bí mật sẽ không thể giải mã được các thông tin nói trên.

Mã hóa RSA thường được sử dụng như thế nào? 

Mã hoá RSA là hệ thống có thể giải quyết được những vấn đề bảo mật, cụ thể:

• Mã hoá RSA thường được sử dụng để chứng minh tính xác thực và toàn vẹn của một thông điệp bằng cách kết hợp với các chữ ký điện tử hoặc với các sơ đồ mã hoá khác. Việc sử dụng RSA để mã hoá toàn bộ thư hoặc tệp là không khả thi bởi so với mã hoá khoá đối xứng thì nó kém hiệu quả hơn và tốn nhiều tài nguyên hơn.
• Để mọi thứ trở nên hiệu quả hơn, một tệp sẽ được mã hóa bằng thuật toán mã khoá đối xứng và khóa đối xứng này sau đó sẽ tiếp tục được mã hóa bằng mã hoá RSA. Theo đúng quy trình này, chỉ một thực thể được chia sẻ quyền truy cập vào khoá bí mật RSA thì mới có thể tiến hành giải mã khoá đối xứng.
• Bạn sẽ không thể giải mã được tệp gốc nếu không thể truy cập được vào khoá đối xứng. Do đó, phương pháp này thường được sử dụng trong việc bảo mật các thư và tệp mà không phải tiêu tốn quá nhiều tài nguyên hay thời gian để tính toán.
• Mã hoá RSA cũng có thể được sử dụng và triển khai trong một vài hệ thống khác nhau như wolf Crypt, OpenSSL, cryptlib hay một số những thư viện mật mã.
• Theo truyền thống, RSA là một trong những lược đồ mã hóa công khai được sử dụng rộng rãi trong TLS và PGP. Ngoài ra, RSA cũng được nhìn thấy trong một loạt các trình duyệt web, email, trò chuyện, VPN và nhiều kênh liên lạc khác.
• RSA cũng thường được sử dụng cho mục đích tạo ra kết nối an toàn giữa máy chủ và máy khách VPN. Theo các giao thức OpenVPN, TLS thì RSA được dùng để thiết lập một kênh an toàn và trao đổi khoá.

Nền tảng của mã hóa RSA 

Trước khi mã hoá khoá công khai ra đời, việc giao tiếp an toàn giữa các khoá là một thách thức lớn đối với hệ thống truyền tin. Nếu không có một kênh an toàn hay cơ hội chia sẻ mã trước thời hạn để các khoá có thể được phân phối thì chắc chắn sẽ tạo ra lỗ hổng để tin tặc có thể chặn và truy cập vào các tin nhắn. Và mọi thứ bắt đầu thay đổi trong những năm 1970.

• Mật mã khóa công khai bắt đầu được xuất bản và phát triển vào đầu thập kỷ 20 bởi James H.Ellis. Tuy nhiên, Ellis lại không tìm ra giải pháp để triển khai công việc của mình. May mắn, Clifford cocks là đồng nghiệp của Ellis đã mở rộng mật mã khóa công khai đó.
• Malcolm J.Williamson – một đồng nghiệp khác của Ellis đã tìm ra một kế hoạch cho phép hai bên có thể thực hiện việc chia sẻ khoá mã hoá ngay cả khi kênh đang bị theo dõi. Kế hoạch này được gọi là chìa khóa trao đổi Diffie-Hellman.

Tất cả những công việc nói trên đều được thực hiện một cách bí mật tại cơ quan tình báo Vương quốc Anh, Trụ sở Truyền thông chính phủ (GCHQ) bởi những hạn chế về công nghệ và mật mã khóa công khai không được GCHQ sử dụng. Do đó, sự phát triển của nó nằm im trong nhiều năm.

• Vài năm sau, Ralph Merkle đã tạo ra một dạng mật mã khóa công khai có ảnh hưởng nhất định đến Martin Hellman và Whitfield Diffie khi thiết kế chìa khoá trao đổi Diffie-Hellman.
• Nhận thấy ý tưởng của Diffie-Hellman vẫn còn thiếu một khía cạnh quan trọng để khiến công việc của họ trở thành nền tảng cho mật mã khóa công khai bởi đây là hàm một chiều rất khó để thực hiện đảo ngược, năm 1977, Ron Rivest, Adi Shamir và Leonard Adleman đã đưa ra giải pháp mã hoá RSA sau hơn một năm nghiên cứu.
• Đến năm 1977, công trình nghiên cứu mật mã này mới được giải mật và những người ban đầu phát minh ra RSA đều được công nhận.

Các học giả tại trụ sở MIT này đã tạo ra được một bước đột phá. Ý tưởng của họ được MIT cấp bằng sáng chế vào năm 1983 nhưng thuật toán RSA chỉ bắt đầu được sử dụng một cách rộng rãi như một công cụ bảo mật quan trọng trong những ngày đầu của Internet.

Mã hóa RSA hoạt động như thế nào?

RSA hoạt động theo các bước cơ bản như sau:

• Mỗi thực thể cần chia sẻ khoá công khai với nhau và thiết lập cặp khoá của riêng mình. Để thông tin liên lạc được đảm bảo bảo mật, hai thực thể cần giữ bí mật các chìa khoá riêng tư.
• Sau khi người gửi đã có được chìa khoá riêng tư của người nhận, họ có thể mã hoá dữ liệu mà họ muốn bảo mật bằng chìa khoá này. Tuy nhiên, khi các dữ liệu đã được mã hoá bằng khoá công khai thì chỉ có khoá riêng tư đi kèm với khoá công khai mới có thể giải mã chúng. Tất cả những điều này được hình thành do chức năng cửa bẫy.
• Khi người nhận nhận được tin nhắn đã được mã hoá, họ có thể truy cập vào dữ liệu bằng cách sử dụng khoá riêng của mình. Nếu người nhận muốn đảm bảo mức độ an toàn cho việc liên lạc thì họ có thể sử dụng khoá công khai của bên mà mình liên lạc để mã hoá tin nhắn. Và tất nhiên, cách duy nhất để đối phương truy cập được vào thông tin bị mã hoá bằng khoá công khai là sử dụng chìa khoá riêng tư phù hợp.

Bằng cách này, mã hoá RSA được sử dụng khi các bên không biết gửi dữ liệu một cách an toàn.

Việc hiểu rõ RSA là gì là quan trọng bởi nó sẽ mang đến cho bạn một số kiến thức nền tảng để bạn có thể giải quyết những vấn đề lớn nhất trong mật mã. Rõ ràng, chỉ với hai tính năng mã hoá và giải mã tối ưu đến tuyệt đối, RSA cung cấp cho người dùng những giá trị vô cùng lớn. Chắc chắn với những nội dung hữu ích mà aetc.edu.vn chia sẻ đã đủ để bạn có được cái nhìn tổng quan nhất về RSA cũng như những thông tin quan trọng nhất để sử dụng hệ mã hoá này một cách tốt nhất.

>>> Xem thêm: RSA cảnh báo: Hãy coi chừng các điểm mù bảo mật blockchain