RSA là gì? Cách thức hoạt động của RSA trong chữ ký số

Chữ ký số là công cụ điện tử quan trọng trong thời đại công nghệ số hiện nay. Trong đó, Chữ ký số RSA đã trở thành một công nghệ ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các giao dịch điện tử, nhằm đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và cung cấp mức độ bảo mật cao. Vậy chữ ký số RSA là gì? Và có đảm bảo an toàn không? Ngoài ra, còn có các thuật ngữ liên quan đến RSA nào? MISA gửi tới bạn đọc lời giải đáp trong bài viết dưới đây nhé!

1. Hệ mã hóa RSA là gì?

Hệ mã hóa RSA là một phương pháp mã hóa và chứng thực thông tin điện tử. Tên “RSA” được đặt theo tên của ba nhà khoa học Ronald Rivest, Adi Shamir và Leonard Adleman, người đã phát triển phương pháp này vào năm 1977. RSA sử dụng một cặp khóa, bao gồm khóa công khai và khóa bí mật, để mã hóa và giải mã thông tin.

RSA sử dụng các phép tính số học phức tạp, đặc biệt là tính phân tích thành phần nguyên tố của các số nguyên lớn, để đảm bảo tính an toàn và bảo mật của quá trình mã hóa và giải mã. Phương pháp này dựa trên việc tìm hiểu sự khó khăn trong việc giải quyết bài toán phân tích nguyên tố.

RSA được sử dụng rộng rãi vì có những ưu điểm quan trọng:

• Cung cấp tính toàn vẹn và xác thực thông tin. Chữ ký số RSA cho phép người nhận xác minh tính toàn vẹn của thông điệp và nguồn gốc của nó. 
• RSA cung cấp tính bảo mật cao. Việc giải mã thông tin mã hóa bằng RSA mà không có khóa bí mật là rất khó, đảm bảo rằng thông tin chỉ có thể được giải mã bởi người nhận duy nhất.

Một số ứng dụng phổ biến:

• Bảo mật thông tin: RSA được sử dụng để mã hóa và giải mã thông tin nhạy cảm, như thông tin ngân hàng, thông tin cá nhân, hoặc thông tin liên quan đến bảo mật quốc gia.
• Chữ ký số: RSA được sử dụng để tạo và xác minh chữ ký số, đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của tài liệu kỹ thuật, hợp đồng và các giao dịch điện tử.
• Giao tiếp an toàn qua mạng: RSA được sử dụng trong các giao thức bảo mật như SSL/TLS để bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải qua mạng.
• Xác thực người dùng: RSA được sử dụng trong các hệ thống xác thực người dùng và quản lý quyền truy cập, đảm bảo rằng chỉ những người được ủy quyền mới có thể truy cập vào thông tin nhạy cảm hoặc các tài khoản quan trọng.

>> Tìm hiểu thêm về:  Giải pháp ký số mọi lúc, mọi nơi không cần USB Token

2. Cách hoạt động của hệ mã hóa RSA

2.1. Tạo khóa

• Bước này bao gồm quá trình tạo ra cặp khóa gồm khóa công khai (public key) và khóa bí mật (private key).
• Đầu tiên, chọn hai số nguyên tố lớn p và q.
• Tính toán modulus (n) bằng cách nhân p và q: n = p * q.
• Tính toán hàm Euler (phi) của n: phi = (p – 1) * (q – 1).
• Chọn một số nguyên e sao cho 1 < e < phi và e là số nguyên tố cùng nhau với phi.
• Tính toán khóa bí mật d bằng cách tìm nghịch đảo modular của e theo modulo phi: d = e^(-1) mod phi.
• Khóa công khai là cặp (n, e) và khóa bí mật là cặp (n, d).

2.2. Mã hóa

• Để mã hóa một thông điệp (plaintext), chia nó thành các khối nhỏ hơn.
• Mỗi khối được biểu diễn bằng một số nguyên m (nhỏ hơn n).
• Áp dụng công thức mã hóa: ciphertext = m^e mod n.
• Kết quả là ciphertext (văn bản mã hóa).

2.3. Giải mã

• Khi nhận được ciphertext, để giải mã chúng ta sử dụng khóa bí mật (n, d).
• Áp dụng công thức giải mã: plaintext = ciphertext^d mod n.
• Kết quả là plaintext (văn bản gốc).

Quá trình mã hóa và giải mã trong hệ mã hóa RSA dựa trên tính chất toán học phức tạp của việc phân tích thành phần nguyên tố của số nguyên lớn. Việc tìm ra khóa bí mật từ khóa công khai là một bài toán khó khăn, đảm bảo tính an toàn và bảo mật của hệ mã hóa RSA.

>> Tìm hiểu thêm: Chứng thực chữ ký là gì? 09 điều cần biết về chứng thực chữ ký

3. Hệ mã hóa RSA trong chữ ký số

3.1. Chữ ký số RSA là gì?

Chữ ký số RSA là một ứng dụng quan trọng của hệ mã hóa RSA. Nó được sử dụng để tạo và xác minh chữ ký số, giúp đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của tài liệu kỹ thuật, hợp đồng và các giao dịch điện tử. Chữ ký số RSA sử dụng cặp khóa gồm khóa bí mật và khóa công khai của RSA để tạo chữ ký và xác minh chữ ký.

3.2. Quá trình hoạt động của chữ ký số RSA

Bước 1: Tạo chữ ký

• Người ký sử dụng khóa bí mật của mình để mã hóa thông điệp hoặc băm (hash) thông điệp.
• Quá trình mã hóa được thực hiện bằng cách áp dụng phép tính mũ modulo n: signature = plaintext^d mod n.
• Kết quả là chữ ký số RSA (signature).

Bước 2: Xác minh chữ ký

• Người nhận sử dụng khóa công khai của người ký để giải mã chữ ký số RSA (signature).
• Quá trình giải mã được thực hiện bằng cách áp dụng phép tính mũ modulo n: decrypted_signature = signature^e mod n.
• Kết quả là decrypted_signature (giải mã chữ ký).
• Bước 3: So sánh chữ ký
• Người nhận so sánh decrypted_signature với thông điệp hoặc băm (hash) của thông điệp ban đầu.
• Nếu decrypted_signature trùng khớp với thông điệp hoặc băm (hash), chữ ký được xác minh là hợp lệ.

3.3. Lợi ích khi sử dụng RSA trong chữ ký số

• Xác định nguồn gốc: Chữ ký số RSA giúp xác định nguồn gốc của thông điệp hoặc tài liệu. Người nhận có thể xác minh rằng thông điệp được gửi từ người ký cụ thể nào và không bị thay đổi trong quá trình truyền tải.
• Đảm bảo sự toàn vẹn cho dữ liệu: Chữ ký số RSA đảm bảo tính toàn vẹn của thông điệp hoặc tài liệu. Nếu thông điệp bị thay đổi trong quá trình truyền tải, chữ ký số sẽ không trùng khớp và người nhận sẽ biết rằng dữ liệu đã bị tác động.
• Chữ ký số không thể chối bỏ, phủ nhận: Chữ ký số RSA là không thể chối bỏ và phủ nhận. Người ký không thể phủ nhận việc ký kết thông điệp sau khi chữ ký đã được tạo ra và xác minh.

Hệ mã hóa RSA và chữ ký số RSA đã trở thành một phần quan trọng của bảo mật thông tin và các giao dịch điện tử trong thế giới kỹ thuật số hiện đại.

>> Tìm hiểu thêm về: Chữ ký số token – 10 điều bạn cần nắm trong lòng bàn tay