Mã hóa đầu cuối là gì? Nó hoạt động như thế nào?

Quyền riêng tư trực tuyến là nhu cầu của thời đại. Đặc biệt, khi có sự gia tăng liên tục về số lượng các kỹ thuật đánh cắp dữ liệu người dùng. Nhận thức được nhu cầu này, các dịch vụ nhắn tin trực tuyến lớn sử dụng một kỹ thuật được gọi là mã hóa đầu cuối, để bảo mật và bảo vệ các cuộc trò chuyện của người dùng.

Nhưng mã hóa đầu cuối có nghĩa là gì và nó thực sự hoạt động như thế nào? Cùng tìm câu trả lời qua bài viết sau đây nhé!

Tìm hiểu cơ bản về mã hóa

Mã hóa có nghĩa là chuyển đổi thông tin thành mã, che giấu ý nghĩa thực sự của thông tin.
Giải mã có nghĩa là chuyển đổi mã này trở lại thông tin ban đầu và trả lại ý nghĩa của nó. Đó là cơ chế đảo ngược của mã hóa.

Tại sao bạn cần mã hóa?

Khi bạn gửi nội dung nào đó trực tuyến, có thể là tin nhắn, nhận xét hoặc hình ảnh – chúng mang theo một số “thông tin”. Điều chúng ta cần hiểu là bản thân thông điệp hoặc hình ảnh này không có giá trị – nhưng có giá trị về thông tin mà nó cung cấp. Nó có giá trị vì thông tin mà người ta có thể diễn giải khi nhìn thấy nó. Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu tin nhắn hoặc hình ảnh bạn đang gửi cũng bị người thứ ba nhìn thấy qua Internet? Họ sẽ biết thông tin bạn đang cố gắng truyền tải. Vậy còn việc sử dụng mã hóa và giải mã thì sao? Đây chính là lúc mã hóa đầu cuối phát huy tác dụng.

Mã hóa đầu cuối là gì?

Bạn mã hóa tin nhắn/hình ảnh cần gửi và nó chuyển qua Internet dưới dạng mã ‘bí mật’. Sau đó chỉ người nhận mới có thể giải mã mã ‘bí mật’ này. Quá trình này được gọi là mã hóa đầu cuối.

Nói một cách đơn giản nhất, mã hóa đầu cuối đảm bảo giao tiếp bí mật giữa người gửi và người nhận, ngăn chặn các bên thứ ba truy cập thông tin này. Các công cụ và công nghệ giúp  thực hiện quá trình này được thiết kế thành những ứng dụng nhắn tin và phần mềm khác mà người dùng (có thể) sử dụng.

Mã hóa đầu cuối hoạt động như thế nào?

Mục tiêu của mã hóa đầu cuối là để ngăn chặn bất kỳ kẻ xâm nhập nào lấy cắp thông tin giữa người gửi và người nhận. Quay lại tình huống đã đề cập trước đó: Bạn đang gửi cho người khác một tin nhắn.

Khi sử dụng dịch vụ mã hóa đầu cuối, bạn được cung cấp một cặp public và private key. Các key này giúp bạn mã hóa và giải mã. Cùng với đó, ứng dụng nhắn tin có một thuật toán, bao gồm các hàm toán học được sử dụng để mã hóa hoặc giải mã dữ liệu.

Khi bạn đang gửi tin nhắn cho người khác, bạn sẽ được cung cấp một public key ánh xạ tới hộp trò chuyện của người đó. Public key được sử dụng để mã hóa tin nhắn, sử dụng thuật toán có trong ứng dụng nhắn tin. Public key này giúp bạn nhận ra thiết bị của người nhận và thực tế là người đó sẽ nhận được tin nhắn.

Bây giờ, người nhận sẽ sử dụng private key, giúp giải mã tin nhắn và diễn giải thông tin trong tin nhắn do bạn gửi. Private key này chỉ có sẵn và dành riêng cho thiết bị của người nhận. Do đó, không ai khác có thể giải mã tin nhắn – lúc này, việc mã hóa đầu cuối đã thành công.

Đây là nguyên tắc hoạt động cơ bản của mã hóa đầu cuối. Tuy nhiên, không phải tất cả các dịch vụ đều sử dụng mã hóa đầu cuối. Một số công cụ thường sử dụng kỹ thuật mã hóa tầng giao vận thay thế. Vậy sự khác biệt giữa 2 kỹ thuật này là gì.

Mã hóa đầu cuối khác với các loại mã hóa khác như thế nào?

Điều làm cho mã hóa đầu cuối trở nên độc đáo so với các hệ thống mã hóa khác là chỉ có điểm cuối – người gửi và người nhận – mới có khả năng giải mã và đọc tin nhắn. Mã hóa khóa đối xứng, còn được gọi là mã hóa khóa đơn hoặc khóa bí mật, cũng cung cấp một lớp mã hóa liên tục từ người gửi đến người nhận, nhưng nó chỉ sử dụng một khóa để mã hóa tin nhắn.

Khóa được sử dụng trong mã hóa một khóa có thể là mật khẩu, mã hoặc chuỗi số được tạo ngẫu nhiên và được gửi đến người nhận tin nhắn, cho phép họ giải mã tin nhắn. Nó có thể phức tạp và làm cho thông điệp trông giống như vô nghĩa đối với những người trung gian. Tuy nhiên, tin nhắn có thể bị chặn, giải mã và đọc, bất kể khóa đó có thay đổi mạnh đến mức nào nếu một người trung gian nắm giữ khóa. Mã hóa đầu cuối, với hai khóa, có thể ngăn chặn người trung gian truy cập vào khóa và giải mã tin nhắn.

Một chiến lược mã hóa tiêu chuẩn khác là mã hóa trong quá trình vận chuyển. Trong chiến lược này, tin nhắn được người gửi mã hóa, giải mã có chủ ý tại một điểm trung gian — máy chủ của bên thứ ba thuộc sở hữu của nhà cung cấp dịch vụ nhắn tin — sau đó được mã hóa lại và gửi đến người nhận. Tin nhắn không thể đọc được trong quá trình truyền và có thể sử dụng mã hóa hai khóa nhưng nó không sử dụng mã hóa hai đầu vì tin nhắn đã được giải mã trước khi đến tay người nhận cuối cùng.

Mã hóa trong quá trình truyền, như mã hóa đầu cuối, giúp tin nhắn không bị chặn trên hành trình của chúng, nhưng nó tạo ra các lỗ hổng tiềm ẩn ở điểm giữa nơi chúng được giải mã. Giao thức mã hóa Transport Layer Security là một ví dụ về mã hóa trong quá trình vận chuyển.

Mã hóa đầu cuối và mã hóa tầng giao vận khác nhau như thế nào?

Như đã đề cập trước đó, không phải tất cả các dịch vụ đều được mã hóa đầu cuối. Nhưng, điều đó không có nghĩa là chúng không có bất kỳ phương tiện mã hóa nào. Hình thức mã hóa phổ biến nhất cho các trang web là mã hóa TLS – Transport Layer Security.

Sự khác biệt duy nhất giữa kiểu mã hóa này và mã hóa đầu cuối là trong TLS, quá trình mã hóa diễn ra trong thiết bị của người gửi và được giải mã tại máy chủ. Do đó, nó không thực sự được mã hóa đầu cuối nhưng cung cấp mức độ bảo mật tốt và có khả năng bảo vệ thông tin của người dùng.

Nó còn được gọi là mã hóa khi chuyển tiếp. Điều này có nghĩa là nhà cung cấp dịch vụ có thể truy cập tất cả các tin nhắn của bạn thông qua máy chủ của họ. Đó là lý do tại sao bạn có thể dễ dàng xem các tin nhắn Instagram cũ của mình khi bạn tải mới lại ứng dụng, nhưng không thể trên WhatsApp. Bạn chỉ có thể khôi phục tin nhắn bằng cách tải xuống file sao lưu và giải mã nó trên thiết bị của mình.

Mã hóa đầu cuối được sử dụng như thế nào?

Mã hóa đầu cuối được sử dụng khi cần bảo mật dữ liệu, bao gồm cả trong ngành tài chính, y tế và truyền thông. Nó thường được sử dụng để giúp các công ty tuân thủ những quy định và luật về quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu.

Ví dụ, nhà cung cấp hệ thống POS điện tử sẽ đưa E2EE vào sản phẩm của mình để bảo vệ thông tin nhạy cảm, chẳng hạn như dữ liệu thẻ tín dụng của khách hàng. Việc bao gồm E2EE cũng sẽ giúp nhà bán lẻ tuân thủ Tiêu chuẩn bảo mật dữ liệu thẻ thanh toán (PCI DSS), quy định rằng số thẻ, dữ liệu dải từ và mã bảo mật không được lưu trữ trên thiết bị khách.

Mã hóa đầu cuối bảo vệ chống lại điều gì?

E2EE bảo vệ chống lại hai mối đe dọa sau:

• Những đôi mắt tò mò. E2EE ngăn không cho bất kỳ ai khác ngoài người gửi và người nhận dự định đọc thông tin tin nhắn trong quá trình truyền vì chỉ người gửi và người nhận mới có khóa để giải mã tin nhắn. Mặc dù tin nhắn có thể được hiển thị với máy chủ trung gian đang giúp chuyển tin nhắn nhưng nó sẽ không thể đọc được.
• Giả mạo. E2EE cũng bảo vệ chống giả mạo các tin nhắn được mã hóa. Không có cách nào có thể dự đoán trước được việc thay đổi tin nhắn được mã hóa theo cách này, vì vậy mọi nỗ lực thay đổi đều là vô nghĩa.

Mã hóa đầu cuối không bảo vệ được những gì?

Mặc dù trao đổi khóa E2EE được cho là không thể phá vỡ bằng các thuật toán đã biết và sức mạnh tính toán hiện tại, nhưng có một số điểm yếu tiềm ẩn đã được xác định trong sơ đồ mã hóa, bao gồm 3 điểm sau:

• Metadata. Mặc dù E2EE bảo vệ thông tin bên trong tin nhắn nhưng nó không che giấu thông tin về tin nhắn, chẳng hạn như ngày và giờ gửi hoặc những người tham gia trao đổi. Siêu dữ liệu này có thể khiến những kẻ xấu quan tâm đến manh mối thông tin được mã hóa có thể chặn thông tin sau khi nó không được mã hóa.
• Điểm cuối bị xâm phạm. Nếu một trong hai điểm cuối bị xâm phạm, kẻ tấn công có thể xem được tin nhắn trước khi nó được mã hóa hoặc sau khi được giải mã. Những kẻ tấn công cũng có thể lấy khóa từ các điểm cuối bị xâm nhập và thực hiện cuộc tấn công trung gian bằng khóa chung đã đánh cắp.
• Những bên trung gian dễ bị tấn công. Đôi khi, các nhà cung cấp tuyên bố cung cấp mã hóa đầu cuối trong khi những gì họ thực sự mang lại gần giống với mã hóa trong quá trình truyền tải. Dữ liệu có thể được lưu trữ trên một máy chủ trung gian nơi nó có thể bị truy cập trái phép.

Ưu và nhược điểm của mã hóa đầu cuối

Dưới đây là một số ưu điểm của mã hóa đầu cuối.

• Mỗi bước đều được bảo vệ hoàn toàn.
• Máy chủ của các dịch vụ nhắn tin không thể truy cập tin nhắn và thông tin liên quan.
• Thông tin không thể được truy cập bởi những người không có thẩm quyền trực tuyến.
• Bạn không thể khôi phục tin nhắn thông qua một lần đăng nhập mới – trừ khi có bản sao lưu được mã hóa. Hãy xem xét ví dụ về trình nhắn tin Instagram và WhatsApp Messenger được giải thích ở trên.

Một số nhược điểm của mã hóa đầu cuối bao gồm:

• Siêu dữ liệu như ngày, giờ và tên người tham gia không được mã hóa.
• Nếu các endpoint (người gửi hoặc người nhận) dễ bị tấn công, thì mã hóa đầu cuối không có tác dụng gì nhiều.
• Trong một số trường hợp, có thể có xảy ra cuộc tấn công Man-in-the-Middle mặc dù có mã hóa đầu cuối. Do đó, nếu ai đó chọn mạo danh người gửi hoặc người nhận theo cách vật lý, thì những người ngoài ý muốn có thể đọc được các tin nhắn và thông tin.

Trên đây là tất cả những ưu và nhược điểm của mã hóa đầu cuối. Nếu bạn vẫn đang tự hỏi liệu có nên bật mã hóa đầu cuối ngay cả khi bạn không gửi tin nhắn bí mật hay không, thì câu trả lời là có. Tại sao lại cho phép người khác truy cập vào dữ liệu của bạn nhỉ?

Một số ứng dụng nhắn tin có mã hóa đầu cuối phổ biến

Dưới đây là một số ứng dụng nhắn tin được mã hóa đầu cuối tốt nhất dành cho iPhone và Android. Bạn có thể sử dụng bất kỳ cách nào dưới đây để thêm lớp bảo mật cho tin nhắn của mình.

1. Công cụ nhắn tin WhatsApp

Công cụ nhắn tin WhatsApp rất phổ biến có hỗ trợ mã hóa đầu cuối. Bạn có thể sử dụng các liên kết bên dưới để tải xuống và cài đặt cho cả iPhone và Android.

2. Công cụ nhắn tin riêng tư Signal

Signal là một ứng dụng nhắn tin được mã hóa đầu cuối, giàu tính năng khác dành cho iPhone và Android. Nó cung cấp giao diện người dùng trông hiện đại hơn so với WhatsApp.

Tải Signal cho iPhone Tải Signal cho Android

3. iMessage

iMessage, như chúng ta đều biết, là ứng dụng nhắn tin cơ bản dành cho tất cả người dùng Apple. Tất cả tin nhắn và file trên iMessage đều được mã hóa đầu cuối. Tuy nhiên, nó không hoạt động đa nền tảng và do đó, không có sẵn cho Android.

4. Telegram

Telegram là một ứng dụng nhắn tin giàu tính năng khác mà tất cả chúng ta đều muốn sử dụng làm ứng dụng nhắn tin chính và mong muốn tất cả người dùng WhatsApp chuyển sang ứng dụng này. Nó cung cấp mã hóa đầu cuối, mặc dù trên cơ sở tùy chọn. Tùy chọn này được gọi là “secret chat”.

Đó là tất cả các ứng dụng phổ biến mà bài viết có thể đề xuất để nhắn tin riêng tư có mã hóa.

Đây là tất cả những gì bạn cần biết về mã hóa đầu cuối. Hy vọng bạn thấy bài viết này hữu ích!