Mã hóa RSA là thuật toán mã hóa bất đối xứng, được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Hiện nay, RSA không chỉ được sử dụng để mã hóa dữ liệu mà còn có vai trò quan trọng trong việc tạo ra chữ ký số, đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của thông tin. Cùng tìm hiểu về mã hóa RSA và vai trò của nó trong chữ ký số.

1. Hệ mã hóa RSA là gì?

Hệ mã hóa RSA là phương pháp mã hóa và chứng thực thông tin điện tử. Tên RSA được đặt theo tên của 3 nhà khoa học đã phát triển ra phương pháp này vào năm 1977: Ronald Rivest, Adi Shamir và Leonard Adleman.

Hệ mã hóa RSA là gì?

RSA sử dụng cặp khóa, bao gồm khóa công khai và khóa bí mật để mã hóa và giải mã thông tin. Theo nghiên cứu, RSA sử dụng các phép tính số phức tạp, đặc biệt là tính phân tích thành phần nguyên tố của các số nguyên lớn, nhằm đảm bảo tính an toàn và bảo mật của quá trình mã hóa và giải mã. 

Ưu điểm của việc sử dụng RSA: 

• Thông tin toàn vẹn và xác thực: Chữ ký số RSA cho phép xác minh tính toàn vẹn của thông điệp và nguồn gốc của nó. 
• Bảo mật cao: Thông tin chỉ có thể được giải mã bởi một người nhận duy nhất. Do đó, tính bảo mật thông tin rất cao. 

Do có nhiều ưu điểm nổi bật, hiện nay, mã hóa RSA đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có chữ ký số: 

• Bảo mật thông tin: Mã hóa RSA dùng để mã hóa và giải mã các thông tin nhạy cảm như: thông tin cá nhân, thông tin ngân hàng, thông tin tuyệt mật quốc gia. 
• Chữ ký số: RSA được ứng dụng để tạo ra và xác minh chữ ký số nhằm đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của các giao dịch điện tử. 
• Giao tiếp qua mạng: RSA sử dụng trong các giao thức bảo mật như SSL/TLS để bảo vệ dữ liệu qua mạng.
• Xác thực người dùng và quản lý quyền truy cập: Chỉ những người có quyền hoặc được ủy quyền mới có thể truy cập thông tin hoặc tài khoản quan trọng. 

2. Mã hóa RSA trong chữ ký số như thế nào?

Mã hóa RSA đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra chữ ký số, giúp người dùng xác định được nguồn gốc và nội dung của thông điệp dữ liệu. 

2.1. Chữ ký số RSA

Chữ ký số RSA là ứng dụng quan trọng của hệ mã hóa RSA, được dùng để tạo lập, xác minh chữ ký số, nhằm 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: khóa bí mật và khóa công khai RSA để tạo chữ ký và xác minh chữ ký số. 

Mã hóa RSA đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra chữ ký số.

2.2. Quy trình hoạt động của chữ ký số RSA

Bước 1: Tạo lập chữ ký

• Người dùng sử dụng khóa bí mật để mã hóa thông điệp. 
• Quá  trình mã hóa được thực hiện bằng cách áp dụng phép tính mũ modulo n: signature = plaintext^d mod n.
• Cho ra kết quả là chữ ký số RSA

Bước 2: Xác minh chữ ký số

• Người nhận sử dụng khóa công khai của người ký để giải mã chữ ký số RSA
• Quá trình giải mã áp dụng phép tính mũ modulo n: decrypted_signature = signature^e mod n.
• Kết quả là giải mã chữ ký decrypted_signature 

Bước 3: So sánh chữ ký

• Người nhận so sánh chữ ký với thông điệp ban đầu
• Nếu trùng khớp thì chữ ký số đó được coi là hợp lệ. Người nhận có thể xác định được rằng thông điệp đến từ đúng người gửi và chưa bị giả mạo.

2.3. Tại sao khóa RSA lại phù hợp cho chữ ký số?

• Tính bất đối xứng: Chỉ có khóa riêng mới có thể tạo ra chữ ký, trong khi bất kỳ ai cũng có thể sử dụng khóa công khai để xác thực.
• Tính duy nhất của hàm băm: Trước khi ký, thông điệp được chuyển đổi thành một giá trị băm duy nhất. Bất kỳ thay đổi nào trong thông điệp đều dẫn đến một giá trị băm khác, khiến việc giả mạo bất khả thi. 
• Khó bị giả mạo: Việc giả mạo một chữ ký số RSA là rất khó vì đòi hỏi phải biết khóa riêng của người gửi.

3. Lợi ích khi sử dụng mã hóa RSA trong chữ ký số

RSA được ứng dụng trong việc tạo chữ ký số mang đến nhiều lợi ích nổi bật như: 

• Xác định danh tính: Chỉ những người sở hữu khóa riêng mới có thể tạo ra chữ ký số hợp lệ. Do đó, người nhận có thể xác minh thông điệp được gửi từ đối tượng nào. 

RSA trong chữ ký số mang đến nhiều lợi ích.

• Đảm bảo dữ liệu được toàn vẹn: Nếu có bất kỳ sự thay đổi nào trong quá trình truyền tải, chữ ký số sẽ không hợp lệ. Do đó, không ai có thể thay đổi được dữ liệu đã ký. 
• Chống chối bỏ: Chữ ký số RSA không thể bị phủ nhận. Một khi chữ ký đã được tạo, người ký không thể phủ nhận rằng mình đã tạo ra chữ ký đó. 
• Tính bảo mật cao: RSA dựa trên bài toán phân tích số nguyên lớn, do đó, việc phá vỡ mã hóa gần như là không thể. Chữ ký số RSA giúp bảo vệ các thông tin quan trọng như hợp đồng, tài liệu pháp lý.

Tóm lại, mã hóa RSA mang đến nhiều lợi ích quan trọng cho chữ ký số, giúp đảm bảo tính xác thực, toàn vẹn và bảo mật thông tin. Do đó, RSA đã trở thành công nghệ cốt lõi trong việc bảo vệ dữ liệu và giao dịch điện tử trong nền khoa học kỹ thuật hiện đại.