1
00:00:02,940 --> 00:00:08,500
Internet: Mã hóa và khóa công khai

2
00:00:08,990 --> 00:00:14,150
Xin chào, tôi là Mia Gil-Epner, tôi học chuyên ngành
Khoa học máy tính tại UC Berkeley và tôi làm việc

3
00:00:14,150 --> 00:00:19,460
cho Bộ Quốc phòng, nơi tôi tìm cách
đảm bảo thông tin được an toàn.

4
00:00:19,460 --> 00:00:25,510
Internet là một hệ thống mở và công khai. Tất cả chúng ta đều
gửi và nhận thông tin thông qua các đường dẫn và

5
00:00:25,510 --> 00:00:30,039
kết nối chung. Nhưng mặc dù đó là một
hệ thống mở, chúng ta vẫn trao đổi rất nhiều

6
00:00:30,039 --> 00:00:35,890
dữ liệu riêng tư. Những thứ như số thẻ tín dụng,
thông tin ngân hàng, mật khẩu và email.

7
00:00:35,890 --> 00:00:40,690
Vậy tất cả những thứ riêng tư này được bảo mật như thế nào?
Mọi loại dữ liệu đều có thể được bảo mật thông qua

8
00:00:40,690 --> 00:00:45,299
quá trình gọi là mã hóa, tức xáo trộn
hoặc biến đổi thông điệp để ẩn nội dung gốc.

9
00:00:45,309 --> 00:00:51,900
Ngày nay, giải mã là quá trình sắp xếp lại
để có thể đọc được thông điệp đó.

10
00:00:51,900 --> 00:00:56,970
Đây là ý tưởng cơ bản và con người đã làm việc này
hàng thế kỷ qua. Một trong những phương pháp mã hóa

11
00:00:56,970 --> 00:01:02,379
phổ biến đầu tiên là Mật mã Caesar. Đặt theo
tên của Julius Caesar, vị tướng người La Mã

12
00:01:02,379 --> 00:01:07,220
đã mã hóa các mệnh lệnh quân sự của mình
để đảm bảo nếu bị can thiệp, quân địch

13
00:01:07,220 --> 00:01:12,540
cũng sẽ không đọc được những mệnh lệnh ấy.
Mật mã Caesar là một Thuật toán thay thế

14
00:01:12,540 --> 00:01:16,759
từng chữ cái trong thông điệp gốc bằng một
chữ cái cách đó một số chữ cái nhất định

15
00:01:16,759 --> 00:01:21,259
trong bảng chữ cái. Nếu đó là số chỉ có
người gửi và người nhận được biết, số đó gọi là

16
00:01:21,259 --> 00:01:28,640
chìa khóa. Nó cho phép người đọc giải mã được
thông điệp bí mật. Ví dụ: Nếu thông điệp gốc là

17
00:01:28,640 --> 00:01:35,869
"HELLO" thì khi dùng thuật toán Mật mã Caesar
với chìa khóa là 5, thông điệp được mã hóa

18
00:01:35,869 --> 00:01:43,259
sẽ là thế này… Để giải mã thông điệp,
người nhận đơn giản sẽ dùng chìa khóa để đảo ngược

19
00:01:43,259 --> 00:01:50,179
quá trình. Nhưng một vấn đề lớn của
Mật mã Caesar chính là ai cũng có thể dễ dàng giải mã

20
00:01:50,179 --> 00:01:55,569
hoặc bẻ khóa thông điệp được mã hóa bằng cách thử
mọi chìa khóa khả dụng và trong bảng chữ cái tiếng Anh,

21
00:01:55,569 --> 00:02:00,389
chỉ có 26 chữ cái, có nghĩa là
bạn sẽ chỉ cần thử tối đa 26 chìa khóa để

22
00:02:00,389 --> 00:02:06,810
giải mã thông điệp. Ngày nay, việc thử 26 chìa khóa
khả dụng chẳng mấy khó khăn, chỉ mất tối đa

23
00:02:06,810 --> 00:02:13,050
1 hoặc 2 giờ. Vậy hãy làm cho việc này khó hơn.
Thay vì dịch chuyển mọi chữ cái theo cùng một số,

24
00:02:13,050 --> 00:02:18,920
hãy dịch chuyển mỗi chữ cái theo một số khác nhau.
Trong ví dụ này, chìa khóa mười chữ số cho biết số lượng

25
00:02:18,920 --> 00:02:26,560
vị trí mỗi chữ cái liên tiếp sẽ được thay đổi
để mã hóa thông điệp dài hơn. Sẽ rất khó

26
00:02:26,560 --> 00:02:34,160
để đoán ra chìa khóa này. Sử dụng mã hóa 10 chữ số
có thể tồn tại 10 tỷ kết quả là chìa khóa khả dụng.

27
00:02:34,160 --> 00:02:39,860
Rõ ràng, đó là điều mà không con người nào
có thể giải mã vì sẽ mất hàng thế kỷ.

28
00:02:39,860 --> 00:02:46,030
Nhưng một máy tính bình thường ngày nay chỉ mất
một vài giây để thử hết 10 tỷ khả năng.

29
00:02:46,030 --> 00:02:51,240
Vậy, trong thế giới hiện đại, nơi kẻ xấu
được trang bị máy tính thay vì bút chì,

30
00:02:51,240 --> 00:02:57,890
làm sao để mã hóa thông điệp bảo mật tới mức
việc bẻ khóa là quá khó? Giờ đây, quá khó nghĩa là

31
00:02:57,890 --> 00:03:03,760
có quá nhiều khả năng cần tính toán trong khoảng
thời gian hợp lý. Các giao tiếp bảo mật ngày nay

32
00:03:03,760 --> 00:03:10,200
được mã hóa bằng các chìa khóa 256 bit.
Điều đó đồng nghĩa với việc máy tính của kẻ xấu

33
00:03:10,200 --> 00:03:16,290
can thiệp thông điệp của bạn cần phải thử
chừng này phương án khả thi… cho đến khi tìm ra được

34
00:03:16,290 --> 00:03:24,040
chìa khóa và bẻ khóa thông điệp. Ngay cả nếu bạn
có 100.000 máy tính ưu việt và mỗi một máy

35
00:03:24,040 --> 00:03:30,680
có thể thử một triệu tỷ chìa khóa mỗi giây
sẽ mất khoảng hàng nghìn nghìn tỷ năm

36
00:03:30,680 --> 00:03:37,690
mới thử hết các phương án, chỉ để bẻ khóa
một thông điệp được bảo vệ bằng mã hóa 256 bit.

37
00:03:37,690 --> 00:03:43,320
Tất nhiên, vi mạch máy tính sẽ nhanh hơn hai lần
và nhỏ hơn một nửa sau mỗi năm. Nếu tốc độ

38
00:03:43,320 --> 00:03:48,400
tiến triển theo cấp số nhân ấy cứ tiếp tục thì
những bài toán hóc búa hôm nay sẽ có lời giải

39
00:03:48,400 --> 00:03:54,680
chỉ sau vài trăm năm nữa và 256 bit
sẽ không còn đủ an toàn nữa. Trên thực tế,

40
00:03:54,680 --> 00:04:01,070
chúng ta đã phải tăng độ dài chìa khóa tiêu chuẩn
để theo kịp tốc độ của máy tính.

41
00:04:01,070 --> 00:04:05,540
Tin vui là dùng chìa khóa dài hơn sẽ không làm
việc mã hóa thông điệp thêm khó khăn nhưng nó

42
00:04:05,540 --> 00:04:11,660
sẽ tăng số lượng phán đoán phải đưa ra
để bẻ khóa một mật mã lên theo cấp số nhân.

43
00:04:11,660 --> 00:04:16,779
Trường hợp người gửi và người nhận dùng chung một chìa khóa
để xáo trộn và sắp xếp lại thông điệp được gọi là

44
00:04:16,779 --> 00:04:24,199
Mã hóa đối xứng. Giống như Mật mã Caesar,
trong Mã hóa đối xứng, chìa khóa bí mật phải được

45
00:04:24,199 --> 00:04:29,710
bí mật thống nhất từ trước bởi hai người.
Điều này rất tiện cho con người nhưng Internet

46
00:04:29,710 --> 00:04:35,840
là hệ thống mở và công khai nên hai máy tính
không thể nào "gặp" riêng để thống nhất

47
00:04:35,840 --> 00:04:41,599
chìa khóa bí mật. Thay vào đó, máy tính dùng các chìa khóa
Mã hóa bất đối xứng, một chìa khóa công khai có thể

48
00:04:41,599 --> 00:04:49,020
trao đổi với bất kỳ ai và một chìa khóa bảo mật
giữ kín. Khóa công khai được dùng để mã hóa

49
00:04:49,020 --> 00:04:55,800
dữ liệu và ai cũng có thể dùng nó để tạo thông điệp
bí mật nhưng bí mật chỉ có thể được giải mã

50
00:04:55,800 --> 00:05:01,270
bởi máy tính có quyền truy cập khóa bảo mật. Cơ chế
hoạt động của nó liên quan đến vài phép toán mà chúng ta

51
00:05:01,270 --> 00:05:06,129
sẽ chưa tìm hiểu vào lúc này. Cứ nghĩ thế này nhé,
tưởng tượng bạn có một hộp thư cá nhân,

52
00:05:06,129 --> 00:05:11,430
mọi người đều có thể bỏ thư vào nhưng họ cần
có chìa khóa mới gửi được. Giờ bạn có thể tạo rất nhiều bản

53
00:05:11,430 --> 00:05:16,509
chìa khóa gửi thư và gửi đến cho bạn bè
hoặc thậm chí là công khai luôn chìa khóa ấy.

54
00:05:16,509 --> 00:05:21,400
Bạn của bạn hoặc thậm chí người lạ có thể dùng chìa khóa
công khai để tiếp cận hộp thư và bỏ thư

55
00:05:21,400 --> 00:05:27,400
vào khe. Nhưng chỉ có bạn mới có thể mở hộp thư
bằng chìa khóa bảo mật và gom hết tất cả

56
00:05:27,400 --> 00:05:31,539
những lá thư bí mật bạn nhận được. Và bạn
có thể gửi lại thư bảo mật cho bạn bè

57
00:05:31,539 --> 00:05:37,620
bằng cách dùng chìa khóa gửi công khai vào hộp thư của họ.
Bằng cách này, người ta có thể trao đổi thông điệp bảo mật

58
00:05:37,620 --> 00:05:43,699
mà không cần phải thống nhất với nhau về chìa khóa
bảo mật. Mã hóa bằng khóa công khai là nền tảng

59
00:05:43,699 --> 00:05:49,340
cho mọi trao đổi thông tin bảo mật trên mạng Internet mở.
Bao gồm cả các Giao thức Internet phổ biến như

60
00:05:49,340 --> 00:05:55,900
SSL và TLS, giúp bảo vệ chúng ta khi chúng ta
lướt web. Ngày nay, máy tính của bạn dùng khóa này

61
00:05:55,900 --> 00:06:01,400
bất cứ khi nào bạn nhìn thấy một cái khóa nhỏ hoặc
các chữ cái https trên thanh địa chỉ trình duyệt của bạn.

62
00:06:01,400 --> 00:06:07,409
Điều này có nghĩa là máy tính của bạn đang dùng
mã hóa khóa công khai để trao đổi thông tin an toàn với

63
00:06:07,409 --> 00:06:13,400
trang web bạn đang truy cập. Khi ngày càng có nhiều người
truy cập Internet, sẽ ngày càng có nhiều

64
00:06:13,400 --> 00:06:19,080
dữ liệu riêng tư được trao đổi và nhu cầu
bảo mật dữ liệu ấy sẽ ngày càng thêm quan trọng.

65
00:06:19,080 --> 00:06:24,059
Và khi máy tính ngày càng thêm nhanh,
chúng ta sẽ phải phát triển nhiều cách thức mới để

66
00:06:24,059 --> 00:06:29,259
máy tính khó lòng phá vỡ các mã hóa. Đây là điều
tôi đang làm và nó liên tục thay đổi.