Mã hoá AES là gì?
AES viết tắt bởi Advanced Enceryption Standard là chuẩn mã hoá cấp cao thuộc kiểu thuật toán “mã hoá khối”. AES được giới thiệu năm 2001 bởi Viện Tiêu Chuẩn và Công nghệ Quốc Gia Hoa Kỳ. Loại mã hóa này có nhiệm vụ bảo vệ các dữ liệu thông qua quá trình giải mã, mã hoá,… Mã hoá AES được sử dụng phổ biến và NIST đã tự tin rằng AES là giải pháp hàng đầu trong việc bảo mật thông tin chính phủ.
AES phải đáp ứng các tiêu chí sau:
- Bảo vệ: AES phải có khả năng chống lại các cuộc tấn công mạnh mẽ và quy mô lớn.
- Chi phí: AES được phát hành toàn cầu và miễn phí bản quyền, mở ra nhiều cơ hội cho người dùng.
- Khả năng thực hiện: AES cần linh hoạt, đơn giản, và phù hợp để đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Đọc thêm: Mã hóa thông tin là gì? Tầm quan trọng của mã hóa thông tin
Cách thức hoạt động của mã hoá AES
Mã hoá AES gồm: AES-128 (128 bit) 10 vòng, AES-192 (192 bit) 12 vòng, AES-256 (256 bit) 14 vòng. Mỗi vòng tương ứng với ba bước thau thế, hoà trộn, biến đổi khối văn bản thuần tuý thành văn bản đã mã hoá (ciphertext). Để truy cập dữ liệu gốc, người dùng cần cả khóa mã hóa và khóa giải mã; nếu không, dữ liệu chỉ là một mớ hỗn độn.
Thông tin chính phủ được phân thành ba cấp: bảo mật, bí mật, và tối mật. Key dài 128, 192, hoặc 256 bit được dùng cho bảo mật và bí mật. Đối với thông tin tối mật, chỉ key 192 hoặc 256 bit được sử dụng. Mật mã sử dụng một key riêng để mã hóa và giải mã dữ liệu và cả người gửi lẫn người nhận đều phải biết, sử dụng key này.
Ứng dụng của AES
AES được ứng dụng phổ biến trong các vấn đề như:
- Người dùng phổ thông có thể mã hóa dữ liệu bằng AES. Ví dụ như qua trang AES Encryption chỉ cần nhập dữ liệu và áp dụng khóa mã. AES phù hợp cho tất cả mọi người
- Ứng dụng vào các thiết bị phần cứng thường thấy ở dạng thiết bị cắm cổng USB, Smart Card,…
- Mã hoá và giải mã dữ liệu dựa trên thuật toán AES qua kết nối HTTPS
- Wifi cũng sử dụng mã hoá AES cùng giao thức WPA2 giúp an toàn hơn
- Hỗ trợ nhiều hệ điều hành như Windows, Linux,…
- Mã hoá AES với các ngôn ngữ lập trinh như Assembler, C, C++, Java đều có thể viết thuật toán để mã hoá dữ liệu
Phân biệt AES với các mã hoá khác
Dưới đây là bảng so sánh giữa AES, RSA, và DES dựa trên các thông tin đã cung cấp:
| Tiêu chí | AES | RSA | DES |
| Loại mã hóa | Mật mã khối đối xứng | Mật mã bất đối xứng | Mật mã khối đối xứng |
| Key sử dụng | Key riêng tư | Key công khai | Key riêng tư |
| Độ dài key | 128 bit, 192 bit, 256 bit | Thường dài hơn AES, nhưng không cố định | 56 bit |
| Hiệu suất | Nhanh và hiệu quả | Chậm hơn so với AES | Chậm hơn AES, đã bị thay thế bởi AES |
| Tính phổ biến | Được sử dụng rộng rãi | Kết hợp với AES để truyền dữ liệu an toàn | Sử dụng ít, chủ yếu trong các hệ thống cũ |
| Thời gian phát triển | Năm 2000 | Trước AES | Hơn 40 năm trước, phát triển vào những năm 1970 |
| Độ an toàn | Cao, chống lại các cuộc tấn công mạnh | Được sử dụng kết hợp với AES để tăng cường bảo mật | Đã bị phá vỡ vào năm 1999 |
Bảng trên so sánh các đặc điểm chính giữa AES, RSA và DES, giúp bạn dễ dàng nắm bắt được sự khác biệt và ưu, nhược điểm của từng loại mã hóa.
Các loại tấn công AES và cách phòng chống
Đối với bất kì mã hoá nào cũng sẽ gặp vấn đề liên quan đến tấn công bảo mật, hãy cùng tìm hiểu về các loại tấn công mã hoá AES cũng như cách phòng chống:
Các loại tấn công AES
- Side -channel attack: Là một loại tấn công dễ thực hiện nhằm vào các hệ thống mã hóa. Nó khai thác các kênh đầu ra không mong muốn như thời gian, lỗi, năng lượng tiêu thụ, và tín hiệu điện từ để phân tích và tấn công các yếu tố trong hệ thống.
- Known attack: Năm 2002, Nicolas Courtois và Josef Pieprzyk phát hiện tấn công lý thuyết XSL, chỉ ra điểm yếu tiềm tàng của AES. Tuy nhiên, các chuyên gia khác cho rằng có sai sót trong tính toán và tấn công này vẫn chỉ là giả thuyết chưa được chứng minh.
Cách phòng chống cho AES
Để phòng chống tấn công mã hoá AES, bạn có thể tham khảo các phương pháp dưới đây:
- Mã hoá thật mạnh: Biện pháp căn bản nhất. Tăng khả năng bảo mật bằng chuỗi mã hoá phức tạp, khó giải. Đảm bảo sử dụng khóa AES có độ dài 256 bit, thay vì 128 bit hoặc 192 bit, để tăng cường bảo mật.
- Bảo vệ bằng phương pháp vật lý: Để bảo vệ trước các cuộc tấn công qua âm thanh, bạn có thể dùng các biện pháp như đặt laptop vào hộp cách âm, tránh để người lạ tiếp cận máy khi giải mã dữ liệu, hoặc dùng âm thanh băng rộng để gây nhiễu.
- Cập nhật và vá lỗi thường xuyên: Luôn cập nhật phần mềm mã hóa và vá các lỗ hổng bảo mật mới được phát hiện để bảo vệ khỏi các tấn công tiềm ẩn.
- Kiểm tra và đánh giá bảo mật: Thường xuyên kiểm tra hệ thống mã hóa để phát hiện sớm các điểm yếu và cải thiện bảo mật.
Đọc thêm: Bảo mật HTTPS? SSL? TẦM QUAN TRỌNG HTTPS, SSL đối với doanh nghiệp
Lời kết
Trên đây là bài viết “Mã hoá AES là gì? Cách thức hoạt động và ứng dụng ra sao?” LANIT hy vọng đã mang lại những kiến thức hữu ích tới người đọc. Nếu còn điều gì thắc mắc đừng ngần ngại để lại bình luận để LANIT hỗ trợ bạn nhanh nhất có thể.
