Mã hóa
Giải mã
Trong mật mã học, mã hóa khối (tiếng Anh: block cipher) là những thuật toán mã hóa đối xứng hoạt động trên những khối thông tin có độ dài xác định (block) với những chuyển đổi xác định. Chẳng hạn một thuật toán mã hóa khối có thể xử lý khối 128 bít đầu vào và biến nó thành khối 128 bít ở đầu ra. Quá trình chuyển đổi còn sử dụng thêm một tham số nữa: khóa bí mật để cá biệt hóa quá trình. Việc giải mã cũng diễn ra tương tự: xử lý khối mã hóa 128 bít cùng với khóa để trả về khối 128 bít bản rõ ban đầu.
Để mã hóa những văn bản có độ dài vượt quá độ dài của khối, người ta sử dụng thuật toán theo một chế độ mã hóa khối nào đó.
Phân biệt với mã hóa khối là mã hóa dòng. Mã hóa dòng làm việc trên từng bít của dòng dữ liệu và quá trình biến đổi thay đổi theo quá trình mã hóa. Tuy nhiên, sự phân biệt giữa 2 phương pháp nhiều khi không rõ ràng vì mã hóa khối khi hoạt động theo một chế độ nào đó thì có tác dụng như một phương pháp mã hóa dòng.
Thuật toán mã hóa khối ra đời sớm và có nhiều ảnh hưởng là thuật toán DES (Data Encryption Standard - Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu) do công ty IBM phát triển và được ban hành làm tiêu chuẩn năm 1977. Tiêu chuẩn thay thế DES có tên là AES (Advanced Encryption Standard - Tiêu chuẩn mã hóa nâng cao) được ban hành năm 2001.
Tổng quan
Quá trình mã hóa khối bao gồm 2 thuật toán: mã hóa - ký hiệu E và giải mã - ký hiệu E-1. Cả hai thuật toán đều tác động lên một khối đầu vào n bít sử dụng một khóa k bít để cho ra một khối đầu ra n bít. Đối với bất kỳ khóa nào, giải mã là hàm ngược của mã hóa, nghĩa là:
:
trong đó M là khối thông tin và K là khóa bất kỳ.
Với mỗi khóa K, EK là một hoán vị (song ánh) của khối đầu vào. Mỗi khóa sẽ xác định một hoán vị trong tổng số khả năng.
Độ dài của khối thông tin, ký hiệu là n, thông thường là cố định ở 64 hoặc 128 bít. Một số thuật toán có độ dài khối thay đổi nhưng không phổ biến. Tính đến trước những năm giữa của thập kỷ 1990 thì độ dài 64 bít thường được sử dụng. Từ đó trở về sau thì khối 128 bít được sử dụng rộng rãi hơn. Trong các chế độ mã hóa khối thì người ta thường phải bổ sung thêm một số bít cho văn bản (tiếng Anh: padding) để văn bản chứa số nguyên lần các khối. Mỗi chế độ mã hóa có đặc tính khác nhau về lan truyền lỗi (lỗi mã hóa trong khối này ảnh hưởng tới khối khác), khả năng truy xuất ngẫu nhiên và khả năng chống lại các kiểu tấn công khác nhau. Độ dài thông thường của khóa, k, là 40, 56, 64, 80, 128, 192 và 256 bít. Hiện tại (năm 2006) thì 80 bít là độ dài tối thiểu của khóa để có thể chống lại tấn công kiểu duyệt toàn bộ.
Mã hóa khối gồm nhiều quá trình lặp lại
Hầu hết các thuật toán mã hóa khối sử dụng lặp đi lặp lại các hàm đơn giản. Phương pháp này còn được gọi là mã hóa khối lặp (xem thêm product cipher). Mỗi chu kỳ lặp được gọi là một vòng (tiếng Anh: round) và thông thường các thuật toán có từ 4 tới 32 vòng.
Rất nhiều thuật toán mã hóa khối có tính chất của mạng Feistel, hay tổng quát hơn là hệ thống thế và hoán vị. Các thành phần sử dụng trong thuật toán là các hàm toán học, các hàm lô gíc (đặc biệt là hàm XOR), hộp thế (S-box) và các phương pháp hoán vị.
Lịch sử
Thuật toán mã hóa Lucifer do công ty IBM phát triển dựa trên những nghiên cứu của Horst Feistel được xem là thuật toán mã hóa đầu tiên dùng cho mục đích dân sự. Sau đó, thuật toán này được sửa đổi và trở thành tiêu chuẩn mã hóa của chính phủ Hoa Kỳ vào năm 1976 với tên gọi là DES (Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu, tiếng Anh: Data Encryption Stardard). Từ đó, DES được sử dụng rất rộng rãi.
DES đã được thiết kế chống lại một số dạng tấn công mà Cơ quan an ninh quốc gia Hoa Kỳ (NSA) và IBM đã biết vào thời điểm thiết kế. Tuy nhiên, những thông tin này đã không được công bố và chỉ được biết đến vào cuối những năm 1980 nhờ những nghiên cứu của Eli Biham và Adi Shamir. Kỹ thuật đó có tên là tấn công vi sai. Kỹ thuật tấn công tuyến tính là một dạng tấn công khác chỉ được làm sáng tỏ sau xuất bản của Mitsuru Matsui. DES đã tạo nên một làn sóng nghiên cứu trong lĩnh vực mật mã học và thám mã. Từ đó nhiều vấn đề được làm sáng tỏ và nhiều thuật toán mã hóa mới đã ra đời.
Khối dữ liệu trong DES có độ dài 64 bít (khối 64 bít trở nên phổ biến sau DES) và độ dài khóa là 56 bít. Độ dài khóa phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó bao gồm cả quy định của chính phủ. Ngay từ những năm 1970, nhiều người đã cho rằng độ dài khóa 56 bít là không đủ an toàn. Cùng với sự phát triển của khả năng tính toán, vấn đề này ngày càng trở nên cấp thiết. Năm 1998, một hệ thống dành riêng cho thám mã DES của tổ chức Electronic Frontier Foundation đã phá được khóa DES trong thời gian hơn 2 ngày. Một số biến thể của DES như Triple DES hay 2TDES có độ dài khóa hiệu dụng 112 và 80 bít vẫn được coi là an toàn vào thời điểm năm 2004.
DES được thay thế như là một tiêu chuẩn bởi AES (thuật toán mã hóa nâng cao, tiếng Anh: Advanced Encryption Standard) vào năm 2001 sau một cuộc thi rộng rãi. Tác giả của AES là 2 người Bỉ: Joan Daemen và Vincent Rijmen (lấy tên chung là Rijndael). AES có độ dài khối là 128 bít và khóa có độ dài có thể là 128, 192 hay 256 bít. Chính phủ Hoa Kỳ cho phép sử dụng AES với các thông tin mật do NSA xếp loại.
Phá mã
Bên cạnh tấn công tuyến tính và vi sai còn có rất nhiều kiểu tấn công khác lên mã hóa khối: tấn công vi sai từng phần (tiếng Anh: truncated and partial differential cryptanalysis), tấn công kiểu XLS, tấn công kiểu bu mê răng (tiếng Anh: boomerang attack)... Để một thuật toán mới được chấp nhận, nó phải được chứng minh có khả năng chống lại các dạng tấn công đã biết.
Các hàm băm dựa trên mã hóa khối
Các thuật toán mã hóa khối có thể sử dụng theo một số cách để tạo ra hàm băm mật mã. Những phương pháp này tương tự với các chế độ mã hóa khối dùng cho mã hóa
Sử dụng mã hóa khối cho hàm băm thường chậm hơn so với dùng các hàm băm chuyên dụng. Tuy nhiên dùng mã hóa khối cho cả hai mục đích (mã hóa và hàm băm) lại tiện lợi vì chỉ phải thực hiện 1 lần. Điều này càng có ý nghĩa cho các hệ thống nhúng (chẳng hạn như thẻ thông minh) do không gian dành cho phát triển phần mềm bị hạn chế.
Mã hóa khối với tham số
M. Liskov, R. Rivest, và D. Wagner đã mô tả một dạng tổng quát hơn là mã hóa khối với tham số (tiếng Anh:"tweakable" block ciphers). Đầu vào của thuật toán dạng này bên cạnh bản rõ/bản mã và khóa còn có thêm một tham số nữa gọi là tweak. Tweak cùng với khóa sẽ lựa chọn cách hoán vị của thuật toán. Nếu việc thay đổi tweak yêu cầu khối lượng tính toán nhỏ (so với quá trình tạo khóa) thì ta sẽ có thêm một số chế độ hoạt động khác. Xem thêm bài mã hóa ổ đĩa để có thêm thông tin về vấn đề này.
👁️
1 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
Mã hóa Giải mã Trong mật mã học, **mã hóa khối** (tiếng Anh: _block cipher_) là những thuật toán mã hóa đối xứng hoạt động trên những khối thông tin có độ dài xác định
:_Mục từ DES đổi hướng về đây; xem các nghĩa khác tại DES (định hướng)_ **DES** (viết tắt của **Data Encryption Standard**, hay **Tiêu chuẩn Mã hóa Dữ liệu**) là một phương pháp mật mã
phải|Chọn một số ngẫu nhiên lớn để sinh cặp khóa. phải|Dùng khoá công khai để mã hóa, nhưng dùng khoá bí mật để giải mã. phải|Dùng khoá bí mật để ký một thông báo;dùng khoá
**Lý thuyết mã hóa** là nghiên cứu về các đặc tính của mã và khả năng thích ứng với các ứng dụng cụ thể của chúng. Mã được sử dụng cho nén dữ liệu, mật
Trong Lý thuyết thông tin, **Định lý mã hóa trên kênh nhiễu** (_tiếng Anh: noisy-channel coding theorem_) đề xuất rằng, cho dù một kênh truyền thông có bị ô nhiễm bởi nhiễu âm bao nhiêu
nhỏ|phải|Hiển thị trên điện thoại di động về giao dịch tiền ảo của một sàn giao dịch tiền mã hóa **Sàn giao dịch tiền mã hóa** (_Cryptocurrency exchange_) hay còn gọi là **Sàn giao dịch
nhỏ|Một ví dụ ví giấy bitcoin có thể in bao gồm một địa chỉ bitcoin để nhận và khóa riêng tương ứng để chi tiêu. **Ví tiền mã hóa** là một thiết bị, phương tiện
Trong khoa học máy tính và lý thuyết thông tin, **mã hóa Huffman** là một thuật toán mã hóa dùng để nén dữ liệu. Nó dựa trên bảng tần suất xuất hiện các ký tự
**Mã hóa đầu cuối** (**E2EE**) là một hệ thống liên lạc mà chỉ những người đang liên lạc với nhau có thể đọc được tin nhắn. Về lý thuyết, nó ngăn chặn những "kẻ nghe
Trong lý thuyết mã hóa, **mã khối** là một tập hợp bao gồm nhiều mã sửa lỗi mã hóa dữ liệu theo từng khối. Có rất nhiều loại mã khối khác nhau, được sử dụng
nhỏ|Một ma trận gồm 168×168 phần tử, được chia thành các khối có cỡ 12×12, 12×24, 24x12, và 24×24. Các phần tử khác 0 có màu xanh và các phần tử 0 có màu xám.
[[Tập_tin:Vi.Vùng_mã_hoá_coding_region.png|nhỏ|Hình 1: Lược đồ của một gen mã hoá. Thuật ngữ này dịch từ nguyên gốc tiếng Anh: **coding region** (phiên âm Quốc tế: /ˈkoʊdɪŋ ˈriʤən/) và còn được gọi là **trình tự DNA mã
**Mã hóa video hiệu quả cao** (**HEVC**), còn được gọi là **H.265** và **MPEG-H Phần 2**, là một tiêu chuẩn nén video, được thiết kế như một sự kế thừa cho AVC (H.264 hoặc MPEG-4
nhỏ|phải|[[Máy Enigma, được người Đức sử dụng trong Đại chiến thế giới II, thực hiện mã hóa được bao vệ các thông tin tính toán học nhạy cam.]] **Mật mã học** là một lĩnh vực
Trong mật mã học, **Advanced Encryption Standard** (tiếng Anh, viết tắt: **AES**, nghĩa là **Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến**) là một thuật toán mã hóa khối được chính phủ Hoa Kỳ áp dụng làm
Trong lý thuyết mã hóa, **mã tuyến tính** là mã sửa lỗi trong đó mọi tổ hợp tuyến tính của các mã tự cũng là một mã tự. Mã tuyến tính thường được phân loại
Trong viễn thông (_telecommunication_), **mã Hamming** là một mã sửa lỗi tuyến tính (_linear error-correcting code_), được đặt tên theo tên của người phát minh ra nó, [./Https://en.wikipedia.org/wiki/Richard_Hamming Richard Hamming]. Mã Hamming có thể phát
Trong ngành mật mã học, một **Hàm băm mật mã học** (tiếng Anh: _Cryptographic hash function_) là một hàm băm với một số tính chất bảo mật nhất định để phù hợp việc sử dụng
phải|nhỏ|Huy hiệu của NSA **Cơ quan An ninh Quốc gia Hoa Kỳ**/**Cục An ninh Trung ương** (tiếng Anh: _National Security Agency_/C_entral Security Service_, viết tắt _NSA_/_CSS_) là cơ quan thu thập các tin tức tình
nhỏ|Máy mật mã loại B của Nhật Bản (tên mã là Purple) do Cục Tình báo Tín hiệu Quân đội Hoa Kỳ chế tạo lại nhỏ|Máy mật mã Tím đang được sử dụng Trong lịch
Mamonde Toner Nước hoa hồngHoa Hồng_Diếp Cá_Rau Má_Hoa Cúc_Hoa Mận 25ml.* Size 25ml: nhỏ gọn, tiện dụng có thể bỏ túi mang đi làm và đi du lịch. TONER là một sản phẩm rất quan
Mamonde Toner Nước hoa hồngHoa Hồng_Diếp Cá_Rau Má_Hoa Cúc_Hoa Mận 25ml.* Size 25ml: nhỏ gọn, tiện dụng có thể bỏ túi mang đi làm và đi du lịch. TONER là một sản phẩm rất quan
Mamonde Toner Nước hoa hồngHoa Hồng_Diếp Cá_Rau Má_Hoa Cúc_Hoa Mận 25ml.* Size 25ml: nhỏ gọn, tiện dụng có thể bỏ túi mang đi làm và đi du lịch. TONER là một sản phẩm rất quan
Mamonde Toner Nước hoa hồngHoa Hồng_Diếp Cá_Rau Má_Hoa Cúc_Hoa Mận 25ml.* Size 25ml: nhỏ gọn, tiện dụng có thể bỏ túi mang đi làm và đi du lịch. TONER là một sản phẩm rất quan
Khu du lịch sinh thái Phú Điền tự hào và vinh dự khi là một trong những điểm tổ chức vòng sơ khảo của Hoa Khôi Du Lịch Kiên Giang 2024. Đây là sự kiện
Gồm 6 chủ đề Cơ thể người, Khoa học, Vũ trụ, Thức ăn, Máy tính và mã hóa, Lịch sử, bộ sách 100 bí ẩn đáng kinh ngạc là bộ sách khoa học điển hình
Gồm 6 chủ đề Cơ thể người, Khoa học, Vũ trụ, Thức ăn, Máy tính và mã hóa, Lịch sử, bộ sách 100 bí ẩn đáng kinh ngạc là bộ sách khoa học điển hình
Gồm 6 chủ đề Cơ thể người, Khoa học, Vũ trụ, Thức ăn, Máy tính và mã hóa, Lịch sử, bộ sách 100 bí ẩn đáng kinh ngạc là bộ sách khoa học điển hình
Trong mật mã học, **mật mã học cổ điển** là một dạng của mật mã học đã được sử dụng trong lịch sử phát triển của loài người nhưng ngày nay đã trở nên lạc
**Mã Hóa Đằng** (tiếng Trung: 马化腾; bính âm: Mǎ Huàténg; sinh ngày 29 tháng 10 năm 1971), còn có biệt hiệu là **Pony Ma**, là một ông trùm kinh doanh Trung Quốc, nhà đầu tư,
**Lịch sử Hoa Kỳ**, như được giảng dạy tại các trường học và các đại học Mỹ, thông thường được bắt đầu với chuyến đi thám hiểm đến châu Mỹ của Cristoforo Colombo năm 1492
**Mã Siêu** (chữ Hán: 馬超, bính âm: Mǎ Chāo, 176-222), tự **Mạnh Khởi** (孟起), là một võ tướng cuối thời Đông Hán, đầu đời Tam Quốc trong lịch sử Trung Quốc. Ông mang trong mình
**Đế quốc La Mã** hay **Đế quốc Rôma** ( ; ) là giai đoạn tiếp nối Cộng hòa La Mã cổ đại. Chính thể Đế chế La Mã, được cai trị bởi các quân chủ
**Chiến tranh Hoa Kỳ - Anh Quốc**, hay thường được biết đến với cái tên **Chiến tranh năm 1812**, là một cuộc chiến giữa các lực lượng quân đội Hoa Kỳ và quân đội Đế
Bộ binh Auxilia đang vượt sông, có lẽ là [[sông Donau|sông Danube, bằng cầu phao trong Cuộc chiến Chinh phục Dacia của Hoàng đế Trajan (101 - 106 CN). Có thể nhận ra họ từ
**Dacia thuộc La Mã** (còn gọi là _Dacia Traiana_ và _Dacia Felix_) là một tỉnh của đế quốc La Mã (từ năm 106-271/275 CN). Lãnh thổ của nó bao gồm phía đông và phía đông
nhỏ|Bản đồ cho thấy Đế quốc La Mã (màu tím) và Parthia (màu vàng) cùng nhau chia sẻ [[Đế quốc Seleukos (màu xanh ở giữa) và qua đó giúp họ trở thành quốc gia mạnh
**Cuộc chinh phục Hispania của La Mã** là một quá trình được bắt đầu bằng việc Cộng hòa La Mã chiếm giữ các vùng đất của người Carthage ở phía nam và phía đông vào
**Người Hoa Indonesia** () hoặc (tại Indonesia) chỉ gọi đơn thuần là **Trung Hoa** () là sắc tộc có nguồn gốc từ những người nhập cư trực tiếp từ Trung Quốc hoặc gián tiếp từ
nhỏ|phải|Tượng con Tê giác trước [[Bảo tàng d'Orsay của Henri Alfred Jacquemart, trong lịch sử chúng từng được xem như loài thần thú trị thủy]] nhỏ|phải|Họa phẩm tê giác của Johann Dietrich Findorff **Hình tượng
**Tuyên ngôn độc lập của Hoa Kỳ** là tuyên bố được thông qua bởi cuộc họp của Đệ nhị Quốc hội Lục địa tại Tòa nhà bang Pennsylvania (nay là Independence Hall) ở Philadelphia, Pennsylvania
Sông Mã chảy Điện Biên qua Sơn La, Lào, Thanh Hóa ra biển Đông. **Sông Mã** là một con sông của Việt Nam và Lào có chiều dài 512 km, trong đó phần trên lãnh
**Việt Nam hóa chiến tranh** (tiếng Anh: _Vietnamization_) hay **Đông Dương hóa chiến tranh** là chiến lược của Chính phủ Hoa Kỳ dưới thời tổng thống Richard Nixon trong Chiến tranh Việt Nam, được áp
right|thumb|upright=1.2|Lính nhảy dù Mỹ thuộc Lữ đoàn dù 173 tuần tra vào tháng 3 năm 1966 **Hoa Kỳ can thiệp quân sự tại Việt Nam** trong giai đoạn 1948–1975 là quá trình diễn biến của
Trong Chiến tranh Việt Nam, quân đội Hoa Kỳ và các lực lượng đồng minh đã gây ra hàng loạt tội ác như giết người, hãm hiếp, đánh đập tù nhân, ném bom vào thường
phải|Mỗi phần tử của một ma trận thường được ký hiệu bằng một biến với hai chỉ số ở dưới. Ví dụ, a2,1 biểu diễn phần tử ở hàng thứ hai và cột thứ nhất
**Tổng thống Hoa Kỳ** (, viết tắt là POTUS) là nguyên thủ quốc gia và người đứng đầu chính phủ của Hoa Kỳ. Tổng thống lãnh đạo chính quyền liên bang Hoa Kỳ và thống
**Tiêu hóa** là sự phân hủy phân tử thức ăn không hòa tan lớn thành phân tử thức ăn tan trong nước nhỏ để có thể được hấp thu vào huyết tương. Trong cơ quan
**Đệ Nhất Cộng hòa** (1955–1963), còn được gọi là **Chính quyền Ngô Đình Diệm**, là chính thể của Việt Nam Cộng hòa được thành lập sau cuộc Trưng cầu dân ý năm 1955 ở miền
Sự thay đổi về cương thổ của Cộng hòa La Mã, Đế quốc La Mã và Đế quốc Đông La Mã qua từng giai đoạn phát triển. Hình động, click vào để xem sự thay