Cryptographic Services คืออะไร อธิบายข้อมูลโดยละเอียด

Cryptographic Services คืออะไร

“Cryptographic Services” หรือบริการทางวิทยาการเข้ารหัสคือกลุ่มของบริการหรือฟังก์ชันที่ให้การปกป้องข้อมูลทั้งในการสื่อสารและเก็บข้อมูลทำให้มีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ บริการนี้มักจะทำหน้าที่ในการรับรองความถูกต้องของข้อมูล, ทำให้ข้อมูลมีความลับ, และยืนยันตัวตน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในระบบการสื่อสารที่ปลอดภัยและประยุกต์ใช้งานทางอินเทอร์เน็ตที่ปลอดภัย ภายใน Cryptographic Services มักจะประกอบด้วย

การเข้ารหัส

การเข้ารหัส (Encryption) คือกระบวนการที่ใช้เทคนิควิทยาการคณิตศาสตร์เพื่อทำให้ข้อมูลเปลี่ยนรูปแบบจากข้อความที่สามารถอ่านและเข้าใจได้ (plaintext) ให้เป็นข้อความที่ไม่สามารถอ่านหรือเข้าใจได้ (ciphertext) โดยใช้คีย์เข้ารหัส (encryption key) ที่มีหน้าที่ในการกำหนดวิธีการเปลี่ยนรูปแบบข้อความ เมื่อคนอื่นในระบบมีคีย์ถอดรหัส (decryption key) ที่สอดคล้องกับคีย์เข้ารหัส พวกเขาสามารถถอดรหัส ciphertext เพื่อคืนค่ากลับไปยัง plaintext ที่สามารถอ่านและเข้าใจได้ การเข้ารหัสมี 2 ประเภทหลักของการเข้ารหัส ดังนี้:

1. 1. การเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric Encryption): ในกรณีนี้, คีย์เข้ารหัสและคีย์ถอดรหัสเป็นคีย์เดียวกัน ตัวอย่างของอัลกอริทึมแบบสมมาตรรวมถึง AES, DES, และ 3DES
   2. การเข้ารหัสแบบไม่สมมาตร (Asymmetric Encryption): ในกรณีนี้, มีคู่คีย์ที่แตกต่างกันซึ่งมีการใช้งานเฉพาะ; คีย์สาธารณะ (public key) ใช้สำหรับการเข้ารหัส และคีย์ส่วนตัว (private key) ใช้สำหรับการถอดรหัส ตัวอย่างของอัลกอริทึมแบบไม่สมมาตรรวมถึง RSA, DSA, และ ECC

การเข้ารหัสใช้เพื่อ:

• • ปกป้องความลับของข้อมูล โดยการป้องกันไม่ให้บุคคลที่ไม่ได้รับอนุญาตเข้าถึงข้อมูล
  • รักษาความคงสถาพของข้อมูล โดยการป้องกันไม่ให้ข้อมูลถูกเปลี่ยนแปลงอย่างไม่ถูกต้อง
  • รับรองความถูกต้องของข้อมูล โดยการยืนยันว่าข้อมูลที่ถูกส่งมานั้นถูกส่งมาจากแหล่งที่ถูกต้อง

การถอดรหัส

การถอดรหัส (Decryption) เป็นกระบวนการที่ใช้เพื่อแปลงข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสกลับเป็นรูปแบบของข้อมูลดั้งเดิมหรือในรูปแบบที่เราสามารถอ่านและเข้าใจได้ กระบวนการนี้ทำโดยใช้คีย์ที่ถูกต้องในการถอดรหัสข้อมูล ลองดูขั้นตอนทั่วไปในการถอดรหัสดังนี้:

1. 1. รับข้อมูลที่ถูกเข้ารหัส: ในขั้นตอนแรก, เราต้องมีข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสและคีย์ที่ใช้ในการถอดรหัส (ซึ่งคีย์นี้สามารถเป็นคีย์ส่วนตัวหรือคีย์สาธารณะตามรูปแบบของวิธีการเข้ารหัส)
   2. ใช้คีย์ที่ถูกต้อง: การถอดรหัสต้องใช้คีย์ที่ถูกต้อง; ถ้าไม่ใช่คีย์ที่ถูกต้อง, ข้อมูลที่ถูกถอดรหัสจะไม่สามารถเข้าใจได้
   3. กระบวนการถอดรหัส: ในขั้นตอนนี้, โปรแกรมหรือเครื่องมือที่ใช้ในการถอดรหัสจะใช้คีย์ในการแปลงข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสกลับเป็นข้อมูลดั้งเดิม
   4. ผลลัพธ์: ข้อมูลที่ถูกถอดรหัสแล้วสามารถใช้งานได้เหมือนกับข้อมูลดั้งเดิมก่อนที่จะถูกรหัส

การยืนยันตัวตน

การยืนยันตัวตน (Authentication) ในบริบทของวิทยาการคอมพิวเตอร์และความปลอดภัยของเครือข่ายคือกระบวนการที่ใช้ในการตรวจสอบว่าบุคคล, ระบบ, หรือบริการที่กล่าวว่าเป็นบางสิ่งบางอย่างนั้นเป็นจริงและไม่เป็นการปลอมแปลง นกระบวนการยืนยันตัวตนมักจะมุ่งเน้นที่การยืนยันตัวตนของผู้ใช้งานหรือฝ่ายที่พยายามเข้าใช้บริการหรือระบบนั้น การยืนยันตัวตนสามารถทำได้ผ่านหลายวิธี และมักจะเห็นในรูปแบบต่างๆ ดังนี้:

• • บางอย่างที่ผู้ใช้รู้ (Something the user knows) – มักจะเป็นรหัสผ่าน, รหัส PIN, หรือคำถามเพื่อยืนยันตัวตน
  • บางอย่างที่ผู้ใช้มี (Something the user has) – สิ่งนี้สามารถเป็นการ์ดสมาร์ท, เท็ก RFID, หรือ token ทางดิจิทัล
  • บางอย่างที่ผู้ใช้เป็น (Something the user is) – ข้อมูลทางชีวภาพ เช่น ลายนิ้วมือ, หรือการสแกนใบหน้า

โดยทั่วไป, การยืนยันตัวตนที่มีความปลอดภัยสูงสามารถทำผ่าน “การยืนยันตัวตนแบบหลายปัจจัย” (Multi-factor authentication, MFA) ซึ่งผสมผสานระหว่างสองหรือมากกว่านั้น จากปัจจัยที่กล่าวมาการยืนยันตัวตนเป็นขั้นตอนที่จำเป็นในระบบความปลอดภัยของเครือข่าย และใช้เพื่อป้องกันการเข้าถึงที่ไม่ได้รับอนุญาตจากบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์

การรับรองความถูกต้อง

การรับรองความถูกต้อง (Integrity) ในบริบทของ Cryptographic Services หมายถึง การรับรองและการยืนยันว่าข้อมูลที่ถูกส่งผ่านหรือเก็บไว้ไม่ได้ถูกแก้ไข, ทำลาย, หรือแทรกแซงในระหว่างทาง หรือระหว่างเวลาที่ข้อมูลถูกเก็บรักษา การรักษาความครบถ้วนและไม่ถูกรบกวนของข้อมูลเป็นสิ่งที่สำคัญในการสร้างความเชื่อถือและความปลอดภัยในระบบคอมพิวเตอร์ ต่อไปนี้คือส่วนประกอบหลักของการรับรองความถูกต้อง:

1. 1. Hash Functions: ฟังก์ชันแฮชใช้ในการสร้างลายเซ็นดิจิทัลที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ (immutable) จากข้อมูล, ซึ่งใช้ในการตรวจสอบว่าข้อมูลไม่ได้รับการแก้ไข
   2. Digital Signatures: ลายเซ็นดิจิทัลทำหน้าที่ยืนยันว่าข้อมูลถูกส่งมาจากแหล่งที่ไว้วางใจและไม่ได้ถูกแก้ไขระหว่างทาง
   3. Access Controls: มีเครื่องมือในการควบคุมและจำกัดการเข้าถึงข้อมูลเพื่อป้องกันการแก้ไขหรือทำลายข้อมูลที่ไม่ได้รับอนุญาต
   4. Version Control: ใช้ในการติดตามและจัดการการเปลี่ยนแปลงในเอกสารหรือข้อมูลอื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าเราสามารถระบุว่าเวอร์ชันใดเป็นเวอร์ชันที่ถูกต้อง

ลายเซ็นดิจิทัล

ลายเซ็นดิจิทัล (Digital signatures) เป็นเทคนิคทางความปลอดภัยในเครือข่ายที่ใช้เพื่อยืนยันว่าข้อมูลที่ถูกส่งมานั้นมาจากแหล่งที่เชื่อถือได้และไม่ถูกเปลี่ยนแปลงระหว่างทาง ลายเซ็นดิจิทัลสร้างขึ้นจากข้อมูลที่ต้องการลงนามและคีย์ส่วนตัว (private key) ของผู้ลงนาม โดยทั่วไปจะใช้กับเอกสาร, ข้อความ, และการทำธุรกรรมอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ หลักการทำงานของลายเซ็นดิจิทัลมีดังนี้:

1. 1. สร้างลายเซ็นดิจิทัล:
      • การสร้าง Hash: โปรแกรมคำนวณ hash ของข้อมูลหรือเอกสารที่ต้องการลงนาม
      • การเข้ารหัส Hash: Hash ที่ได้จากขั้นตอนแรกจะถูกเข้ารหัสด้วยคีย์ส่วนตัวของผู้ลงนามเพื่อสร้างลายเซ็นดิจิทัล
   2. การยืนยันลายเซ็นดิจิทัล:
      • การถอดรหัสลายเซ็นดิจิทัล: ผู้รับเอกสารจะใช้คีย์สาธารณะ (public key) ของผู้ส่งเพื่อถอดรหัสลายเซ็นดิจิทัลและเพื่อเรียกคืน hash ที่ผู้ส่งใช้ลงนาม
      • การเปรียบเทียบ Hash: ผู้รับจะคำนวณ hash ของเอกสารที่ได้รับแล้วเปรียบเทียบกับ hash ที่ถอดรหัสจากลายเซ็นดิจิทัล ถ้าสอดคล้องกัน, แสดงว่าเอกสารนั้นๆ มาจากผู้ส่งที่ถูกต้องและไม่ถูกเปลี่ยนแปลงระหว่างทาง

ใบรับรองดิจิทัล

ใบรับรองดิจิทัล (Digital certificates) คือ สิ่งที่ใช้ในการยืนยันตัวตนและพิสูจน์ว่า แหล่งที่ส่งข้อมูลมานั้นเป็นต้นทางที่ถูกต้องและเชื่อถือได้ มันเป็นส่วนสำคัญของการให้บริการทางด้านความปลอดภัยในการสื่อสารทางไซเบอร์ ใบรับรองดิจิทัลมักจะประกอบด้วย:

1. 1. ข้อมูลส่วนตัวของเจ้าของใบรับรอง: ได้แก่ ชื่อ, ที่อยู่, และข้อมูลติดต่ออื่น ๆ
   2. คีย์สาธารณะ (Public key): คือ คีย์ที่ใช้ในการเข้ารหัสหรือถอดรหัสข้อมูล
   3. ชื่อและลายเซ็นของผู้ออกใบรับรอง: สำคัญในการรับรองความถูกต้องของใบรับรอง
   4. Serial number: เพื่อทำให้สามารถระบุใบรับรองแต่ละใบได้
   5. Period of validity: ระยะเวลาที่ใบรับรองนั้นมีผลบังคับใช้
   6. Digital signature of the certificate: ซึ่งสร้างจากการใช้คีย์ส่วนบุคคล (Private key) ของผู้ออกใบรับรองเพื่อเซ็นลายเซ็นดิจิทัลนี้

ในการปฏิบัติงานประจำวัน, ใบรับรองดิจิทัลมักจะใช้ในสิ่งต่อไปนี้:

• • SSL/TLS: ใช้ในการรับรองความปลอดภัยของการสื่อสารระหว่างเว็บบราว์เซอร์และเซิร์ฟเวอร์
  • Email: ใช้ในการรับรองความถูกต้องและความปลอดภัยของอีเมล
  • VPNs: ใช้ในการรับรองความปลอดภัยของการเชื่อมต่อ VPN
  • Software Signing: ใช้รับรองความถูกต้องของซอฟต์แวร์และป้องกันซอฟต์แวร์ที่ถูกแก้ไขโดยไม่ได้รับอนุญาต

การประยุกต์ใช้ Cryptography ในการปกป้องข้อมูล

การประยุกต์ใช้วิทยาการเข้ารหัส (Cryptography) ในการปกป้องข้อมูลมีหลายวิธี ข้างล่างนี้คือบางตัวอย่าง:

1. การสื่อสารที่ปลอดภัย
   • HTTPS: ใช้ในการรับส่งข้อมูลระหว่างเว็บบราว์เซอร์และเว็บเซิร์ฟเวอร์โดยใช้ SSL/TLS ในการปกป้องข้อมูล
   • VPN: ใช้ในการสร้างอินเทอร์เน็ตเสมือนที่เชื่อมต่อเครือข่ายแบบปลอดภัย
2. การรักษาความปลอดภัยของข้อมูล
   • Full Disk Encryption (FDE): ใช้ในการเข้ารหัสข้อมูลทั้งหมดบนดิสก์เพื่อปกป้องข้อมูลจากการโจรกรรม
   • File Encryption: ใช้เพื่อปกป้องข้อมูลบนไฟล์หรือโฟลเดอร์เฉพาะ
3. การยืนยันตัวตน
   • Digital Signatures: ใช้ในการยืนยันตัวตนของส่งเสริมความเชื่อถือในสิ่งที่เขาส่งมา
   • Multi-factor Authentication (MFA): ใช้เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการยืนยันตัวตนผ่านการใช้หลายปัจจัย
4. ธุรกรรมทางการเงินและการค้า
   • Blockchain Technology: ใช้ในการรักษาความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของธุรกรรม, โดยใช้วิทยาการเข้ารหัสในการปกป้องธุรกรรมทางการเงิน
   • Secure Payment Transactions: ใช้เพื่อปกป้องข้อมูลการชำระเงินต่าง ๆ ในระบบการชำระเงินออนไลน์
5. การประยุกต์ใช้ในระบบที่เป็นส่วนตัว
   • Secure Messaging Applications: ใช้เพื่อปกป้องข้อความที่ส่งผ่านแอปพลิเคชันทางการสื่อสารให้มีความปลอดภัย
   • Password Managers: ใช้เพื่อเข้ารหัสและจัดเก็บรหัสผ่านของคุณในที่ที่ปลอดภัย