Cryptography คืออะไร มีกี่ประเภท การเข้ารหัส 3 ประเภท มีขั้นตอนการทำงานอย่างไร อธิบารยข้อมูลให้ละเอียด

Cryptography คืออะไร

Cryptography เป็นการศึกษาและการปฏิบัติที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันข้อมูลโดยการแปลงข้อมูลเป็นรูปแบบที่ไม่สามารถอ่านหรือเข้าใจได้ง่าย หรือแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่มีความลับ โดยใช้กุญแจหรือวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง เพื่อป้องกันการเข้าถึงข้อมูลจากบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์ Cryptography มีหลายวัตถุประสงค์หลัก ดังนี้

1. ความลับ (Confidentiality): การใช้คริปโทกราฟีเพื่อปกปิดข้อมูลจะทำให้ข้อมูลไม่สามารถอ่านหรือเข้าใจได้ง่ายโดยบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์ในการเข้าถึง คุณภาพนี้ช่วยให้ข้อมูลที่สำคัญเหมือนข้อมูลส่วนตัวและความลับของบริษัทหรือบุคคลสามารถรักษาได้.
2. ความคงเดิม (Integrity): การใช้คริปโทกราฟีเพื่อตรวจสอบความคงเดิมของข้อมูลช่วยป้องกันการถูกแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลงข้อมูลโดยไม่ได้รับอนุญาต การเข้ารหัสแบบ Hashing เช่น SHA-256 สามารถใช้สร้างตัวตรวจสอบความคงเดิมของข้อมูล.
3. การพิสูจน์ตัวตน (Authentication): คริปโทกราฟีช่วยให้เราสามารถพิสูจน์ตัวตนของผู้ส่งข้อมูลหรือผู้รับข้อมูลได้ โดยการใช้กุญแจหรือลายเซ็นดิจิทัล.
4. การสร้างลายเซ็นดิจิทัล (Digital Signatures): คริปโทกราฟีช่วยในการสร้างลายเซ็นดิจิทัลที่สามารถยืนยันตัวตนและความถูกต้องของเอกสารหรือข้อมูล.
5. การเปิดเผยข้อมูลที่ปลอดภัย (Secure Communication): ในการสื่อสารที่ปลอดภัยผ่านเครือข่ายสาธารณะ เช่นอินเทอร์เน็ต คริปโทกราฟีใช้ในการเข้ารหัสข้อมูลเพื่อป้องกันการจับกลางหรือการแอบฟังข้อมูล.
6. การเข้าถึงข้อมูล (Access Control): การใช้คริปโทกราฟีสามารถช่วยกำหนดสิทธิ์และควบคุมการเข้าถึงข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์และเครือข่าย.

Cryptography มีกี่ประเภท

การเข้ารหัส (Cryptography) เป็นกระบวนการการป้องกันข้อมูลที่สำคัญและการสื่อสารและป้องกันการเข้าถึงข้อมูลจากบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์ โดยการเข้ารหัสเปลี่ยนข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่ไม่อ่านออกได้หรือไม่เข้าใจได้ง่าย ซึ่งต้องใช้กุญแจ (key) เพื่อถอดรหัสข้อมูลให้กลับมาเป็นรูปแบบที่มีความหมาย การเข้ารหัสมีประโยชน์ในการป้องกันความเป็นส่วนตัวของข้อมูลและการรักษาความลับของข้อมูลที่สำคัญ นี่คือข้อมูลเกี่ยวกับการเข้ารหัสและประเภทของการเข้ารหัส แบ่งเป็น 3 ประเภทหลัก:

Symmetric Cryptography

การเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric Cryptography) คือกระบวนการที่ใช้กุญแจ (key) เดียวกันทั้งในขั้นตอนการเข้ารหัสและขั้นตอนการถอดรหัสข้อมูล นั่นหมายความว่าผู้ส่งและผู้รับข้อมูลต้องทราบค่ากุญแจเดียวกัน เพื่อให้สามารถรับรู้ข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสและถอดรหัสได้ โดยสมมาตรหมายถึง “เท่ากันในทุกฝ่าย” หรือ “มีความสมมาตรกัน” นี่คือวิธีการทำงานและหลักการของการเข้ารหัสแบบสมมาตร:

ข้อดีของการเข้ารหัสแบบสมมาตรรวมถึงความรวดเร็วในการประมวลผลและประสิทธิภาพทางด้านความรักษาความลับของข้อมูล แต่มีข้อจำกัดในการจัดการกับกุญแจและความปลอดภัยของกุญแจเอง เนื่องจากในกรณีที่กุญแจถูกหรือรั่วไปยังบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์ ข้อมูลอาจถูกเข้าถึงและถูกเปิดเผย โดยตัวอย่างของอัลกอริทึมการเข้ารหัสแบบสมมาตรที่ใช้ทั่วไปได้แก่ Advanced Encryption Standard (AES) ซึ่งเป็นอัลกอริทึมการเข้ารหัสที่ใช้กุญแจเพื่อเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลในรูปแบบสมมาตรอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ.

Asymmetric Cryptography

การเข้ารหัสแบบไม่สมมาตร (Asymmetric Cryptography) เป็นเทคนิคการเข้ารหัสที่ใช้กุญแจสองคู่ที่เชื่อมโยงกัน คู่แรกคือกุญแจสาธารณะ (public key) และคู่ที่สองคือกุญแจส่วนตัว (private key) ซึ่งใช้ในกระบวนการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูล ระบบนี้เป็นที่รู้จักด้วยความคงเดิมทางคณิตศาสตร์ และมีการใช้งานกว้างขวางในการป้องกันความเป็นส่วนตัวของข้อมูลและการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล อนึ่ง มันยังนิยมใช้ในการสร้างและยืนยันฟิลด์และประจำตัวขององค์กรอื่น ๆ เช่นในการสร้างใบรับรองดิจิทัล (Digital Certificates) และการเปิดเชิงพาณิชย์ เช่นการทำธุรกรรมทางออนไลน์. นี่คือขั้นตอนการทำงานของการเข้ารหัสแบบไม่สมมาตร

การเข้ารหัสแบบ Hash (Hashing)

การเข้ารหัสแบบ Hash (Hashing) เป็นกระบวนการแปลงข้อมูลเป็นรหัสความยาวคงที่ (fixed-length hash value) โดยใช้ฟังก์ชันการเข้ารหัส (hash function) เฉพาะ. ข้อมูลต้นฉบับที่ถูกใช้ในกระบวนการเข้ารหัส Hash สามารถเป็นข้อมูลใดๆ ไม่ว่าจะเป็นข้อความ, ไฟล์, รหัสผ่าน, หรือข้อมูลอื่นๆ โดยธรรมชาติข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสแบบ Hash จะกลายเป็นสตริงของตัวเลขและตัวอักษรที่มีความยาวคงที่

การเข้ารหัส 3 ประเภท มีขั้นตอนการทำงานอย่างไร

การเข้ารหัสมี 3 ประเภทหลัก ๆ คือการเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric Cryptography), การเข้ารหัสแบบไม่สมมาตร (Asymmetric Cryptography), และการเข้ารหัสแบบ Hash (Hashing) ดังนี้

Symmetric Cryptography

ขั้นตอนการทำงานของการเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric Cryptography) มีดังนี้:

1. 1. เข้ารหัสข้อมูล:
      • ขั้นตอนที่ 1: เลือกกุญแจ (Key Selection)
        • ผู้ส่งข้อมูลต้องเลือกหรือสร้างกุญแจเพื่อใช้ในกระบวนการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูล กุญแจนี้จะเป็นความลับและสำคัญในการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล.
      • ขั้นตอนที่ 2: เข้ารหัสข้อมูล (Encryption)
        • ข้อมูลต้นฉบับที่ต้องการส่งหรือเก็บรักษาจะถูกเข้ารหัสโดยใช้กุญแจที่เลือกไว้ในขั้นตอนที่ 1.
        • กระบวนการเข้ารหัสสามารถใช้วิธีการเข้ารหัสต่าง ๆ เช่น Advanced Encryption Standard (AES), Data Encryption Standard (DES), หรือ Triple DES (3DES) ซึ่งแต่ละวิธีมีวิธีการทำงานและขั้นตอนที่ต่างกันไป.
   2. การถอดรหัสข้อมูล:
      • ขั้นตอนที่ 3: ส่งข้อมูล (Transmission)
        • ข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสจะถูกส่งไปยังผู้รับในรูปแบบข้อมูลเข้ารหัส.
      • ขั้นตอนที่ 4: ถอดรหัสข้อมูล (Decryption)
        • ผู้รับข้อมูลจะใช้กุญแจเดียวกันที่ใช้ในกระบวนการเข้ารหัส (ที่เลือกไว้ในขั้นตอนที่ 1) เพื่อถอดรหัสข้อมูลและกลับเป็นรูปแบบต้นฉบับ.
        • กระบวนการถอดรหัสจะตรงกับกระบวนการเข้ารหัสที่ถูกใช้ หากใช้ AES ในขั้นตอนที่ 2, ในขั้นตอนที่ 4 จะใช้ AES ในโหมดถอดรหัสเพื่อกลับคืนข้อมูลเป็นรูปแบบต้นฉบับ.

Asymmetric Cryptography

ขั้นตอนการทำงานของการเข้ารหัสแบบไม่สมมาตร (Asymmetric Cryptography) มีดังนี้:

1. 1. สร้างคู่กุญแจ (Key Pair):
      • ในการเริ่มต้น, ผู้รับข้อมูลจะสร้างคู่กุญแจที่เกี่ยวข้องกัน ประกอบด้วยกุญแจสาธารณะ (public key) และกุญแจส่วนตัว (private key).
      • กุญแจสาธารณะ (public key) จะถูกแชร์กับทุกคน ใช้ในกระบวนการเข้ารหัสข้อมูล.
      • กุญแจส่วนตัว (private key) จะถูกเก็บเป็นความลับและใช้ในกระบวนการถอดรหัสข้อมูล.
   2. เข้ารหัสข้อมูล:
      • ผู้ส่งข้อมูลจะใช้กุญแจสาธารณะ (public key) ของผู้รับเพื่อเข้ารหัสข้อมูลที่ต้องการส่ง.
      • การเข้ารหัสนี้จะทำให้ข้อมูลเปลี่ยนรูปแบบและกลายเป็นข้อมูลที่ไม่สามารถอ่านหรือเข้าใจได้ง่าย.
   3. ส่งข้อมูล:
      • ข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ (public key) จะถูกส่งไปยังผู้รับข้อมูลผ่านช่องทางที่ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากไม่สามารถถอดรหัสได้โดยผู้รับที่ไม่มีกุญแจส่วนตัว.
   4. ถอดรหัสข้อมูล:
      • ผู้รับข้อมูลจะใช้กุญแจส่วนตัว (private key) เพื่อถอดรหัสข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ (public key).
      • การถอดรหัสนี้จะทำให้ข้อมูลกลับมาเป็นรูปแบบต้นฉบับที่สามารถอ่านและใช้งานได้.

สิ่งสำคัญที่จำไว้คือ กุญแจสาธารณะ (public key) ใช้ในกระบวนการเข้ารหัสข้อมูลและสามารถแชร์ได้เสมอ ในขณะที่กุญแจส่วนตัว (private key) ต้องรักษาเป็นความลับและใช้ในกระบวนการถอดรหัสข้อมูลเท่านั้น การเข้ารหัสแบบไม่สมมาตรนี้ใช้สำหรับการรับรองความปลอดภัยของข้อมูลและการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลที่ถูกส่งผ่านระบบที่ไม่น่าเชื่อถือได้

ขั้นตอนการทำงาน การเข้ารหัสแบบ Hash (Hashing)

ขั้นตอนการทำงานของการเข้ารหัสแบบ Hash (Hashing) ประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญที่อธิบายดังนี้:

1. 1. ข้อมูลต้นฉบับ (Original Data): ข้อมูลต้นฉบับที่คุณต้องการที่จะเข้ารหัส (hash) จะถูกนำมาใช้ในขั้นตอนนี้ ข้อมูลนี้สามารถเป็นข้อความ ไฟล์ หรือข้อมูลใดๆ ที่คุณต้องการ.
   2. ฟังก์ชันการเข้ารหัส (Hash Function): คุณจะใช้ฟังก์ชันการเข้ารหัส (hash function) เพื่อแปลงข้อมูลต้นฉบับเป็นรหัสความยาวคงที่ (hash value) ที่เป็นตัวแทนของข้อมูล. ฟังก์ชันการเข้ารหัสจะใช้ข้อมูลต้นฉบับเป็นอินพุตและสร้างรหัสออกมา.
   3. การเข้ารหัส (Hashing): ข้อมูลต้นฉบับถูกส่งผ่านฟังก์ชันการเข้ารหัส (hash function) ซึ่งจะใช้ข้อมูลต้นฉบับเป็นอินพุตและสร้างรหัสความยาวคงที่ (hash value) ออกมา. รหัสความยาวคงที่นี้จะมีความยาวเท่ากันไม่ว่าขนาดข้อมูลต้นฉบับจะเป็นอย่างไรก็ตาม.
   4. รหัสความยาวคงที่ (Hash Value): นี่คือผลลัพธ์หลังจากการเข้ารหัส (hashing) ข้อมูลต้นฉบับ รหัสความยาวคงที่นี้จะเป็นสตริงของตัวเลขและตัวอักษรที่สามารถแทนข้อมูลต้นฉบับได้ โดยมักจะมีความยาวคงที่เหมือนกันไม่ว่าข้อมูลต้นฉบับจะยาวหรือสั้นขนาดไหนก็ตาม.
   5. การตรวจสอบความคงเดิม (Integrity Check): รหัสความยาวคงที่ (hash value) ที่สร้างขึ้นจะใช้ในการตรวจสอบความคงเดิมของข้อมูลต้นฉบับ หากข้อมูลต้นฉบับมีการเปลี่ยนแปลงใดๆ รหัสความยาวคงที่นี้จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย และผู้รับข้อมูลสามารถใช้รหัสความยาวคงที่เพื่อตรวจสอบว่าข้อมูลยังคงไม่ถูกแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลง.

ความสำคัญของ Cryptography

Cryptography (การเข้ารหัส) เป็นสิ่งสำคัญและมีความสำคัญอย่างมากในโลกดิจิทัลสมัยนี้เพราะมีผลกระทบที่สำคัญต่อความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยของข้อมูล และมีบทบาทสำคัญในหลายด้านดังนี้:

1. ความเป็นส่วนตัว Cryptography ช่วยในการรักษาความเป็นส่วนตัวของข้อมูลที่สำคัญ โดยการเข้ารหัสข้อมูลทำให้มันยากขึ้นสำหรับบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์เข้าถึงข้อมูลนั้น.
2. ความปลอดภัยของข้อมูล Cryptography ช่วยในการป้องกันข้อมูลที่สำคัญไม่ให้ถูกเข้าถึงโดยบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์ ซึ่งสำคัญในการป้องกันการแอบดูข้อมูลการเข้าถึงข้อมูลที่ไม่ได้รับอนุญาตและการโจมตีข้อมูล.
3. การรักษาความลับ Cryptography ช่วยในการรักษาความลับของข้อมูลทางธุรกิจและรัฐบาล โดยการเข้ารหัสข้อมูลและการเข้ารหัสการสื่อสาร.
4. การรักษาความคงเดิม Cryptography ช่วยในการตรวจสอบความคงเดิมของข้อมูล แน่ใจว่าข้อมูลไม่ถูกเปลี่ยนแปลงในระหว่างการส่งถึงผู้รับ.
5. การยืนยันตัวตน  Cryptography ช่วยในการตรวจสอบและยืนยันตัวตนของผู้ใช้ มันสามารถใช้ในระบบการเข้าสู่ระบบ (authentication systems) เพื่อให้แน่ใจว่าผู้ใช้เป็นคนที่มีสิทธิ์ในการเข้าถึงระบบ.
6. การควบคุมการเข้าถึง (Access Control): Cryptography ช่วยในการควบคุมการเข้าถึงข้อมูลโดยเฉพาะในระดับธรรมชาติ ในระบบที่ใหญ่และที่มีการแชร์ข้อมูลระหว่างหลายผู้ใช้.
7. ความมั่นคงของระบบ (System Resilience): Cryptography ช่วยในการป้องกันระบบจากการโจมตีและการทำลายข้อมูล ทำให้ระบบสามารถรับมือกับการโจมตีและความเสี่ยงได้.
8. ความปลอดภัยของการทำธุรกรรมออนไลน์ Cryptography มีบทบาทสำคัญในการทำให้การซื้อขายออนไลน์และการทำธุรกรรมออนไลน์อื่นๆ เป็นเรื่องปลอดภัย และไว้ใจได้.