การเข้ารหัสลับสามารถแบ่งออกเป็นสองแบบหลัก ๆ ตามจำนวนกุญแจที่ใช้ในกระบวนการ ได้แก่:
- การเข้ารหัสลับแบบกุญแจคู่ (Asymmetric Cryptography):
- ใช้กุญแจสองอันในการทำงาน, ประกอบด้วย กุญแจสาธารณะ (Public Key) และ กุญแจส่วนตัว (Private Key).
- กุญแจสาธารณะ ใช้สำหรับการเข้ารหัสข้อมูล, และเป็นข้อมูลที่สามารถเผยแพร่แก่ผู้อื่น ๆ ได้.
- กุญแจส่วนตัว ใช้สำหรับการถอดรหัสข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะของตนเอง, และควรจะเก็บปลอดภัยและไม่ควรเผยแพร่.
- การเข้ารหัสแบบนี้มักถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่าย, เช่น การสร้างลายเซ็นดิจิทัล, การยืนยันตัวตน, หรือการสร้างการเชื่อมต่อที่เป็นส่วนตัวผ่านโปรโตคอลเช่น SSL/TLS.
- การเข้ารหัสลับแบบกุญแจเดี่ยว (Symmetric Cryptography):
- ใช้กุญแจเดียวที่ใช้ทั้งในการเข้ารหัสและการถอดรหัสข้อมูล.
- กุญแจที่ใช้จะต้องเป็นความลับระหว่างผู้ส่งและผู้รับ, และทั้งสองฝ่ายจะต้องใช้กุญแจเดียวกัน.
- การเข้ารหัสแบบนี้มักจะเร็วกว่าการเข้ารหัสแบบกุญแจคู่ แต่มีความท้าทายในการจัดการและแลกกุญแจเดียวกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับในทางปลอดภัย.
การเข้ารหัสลับแบบกุญแจคู่ มีความปลอดภัยสูงในการสื่อสารระหว่างฝ่ายต่าง ๆ โดยไม่จำเป็นต้องแลกกุญแจลับก่อน, ในขณะที่ การเข้ารหัสลับแบบกุญแจเดี่ยว ต้องการการจัดการกุญแจที่ปลอดภัยและการแลกกุญแจในทางปลอดภัยระหว่างผู้ส่งและผู้รับ.
Public key crypto คืออะไร
การเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ (Public Key Cryptography) หรือที่เรียกว่าการเข้ารหัสแบบอสมมาตร (asymmetric cryptography) เป็นวิธีป groundbreaking ในด้านความปลอดภัยของข้อมูลและการเข้ารหัส วิธีนี้ต่างจากการเข้ารหัสแบบคู่ (symmetric encryption) ซึ่งใช้กุญแจเดียวสำหรับทั้งการเข้ารหัสและการถอดรหัส ภายในการเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ จะใช้กุญแจสองตัวที่มีบทบาทต่างกัน: กุญแจสาธารณะ (Public Key) ซึ่งเปิดให้ทุกคนรู้จัก และกุญแจส่วนตัว (Private Key) ซึ่งเป็นความลับสำหรับผู้ถือ
- การสร้างและการแชร์: กุญแจสาธารณะสร้างขึ้นเพื่อทำงานร่วมกับกุญแจส่วนตัว (Private Key) โดยปกติเมื่อคู่กุญแจถูกสร้างขึ้น กุญแจสาธารณะจะถูกแชร์หรือเผยแพร่ไปยังผู้อื่นๆ ในขณะที่กุญแจส่วนตัวต้องถูกเก็บไว้ในที่ปลอดภัย.
- การเข้ารหัส: ผู้ที่ต้องการส่งข้อมูลปลอดภัยไปยังเจ้าของกุญแจสาธารณะสามารถใช้กุญแจสาธารณะนั้นในการเข้ารหัสข้อมูล. เมื่อข้อมูลถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ, มันสามารถถูกถอดรหัสได้โดยใช้เฉพาะกุญแจส่วนตัวที่เป็นคู่กับมันเท่านั้น.
- ลายเซ็นดิจิทัล: กุญแจสาธารณะยังถูกใช้ในการตรวจสอบลายเซ็นดิจิทัลที่ถูกสร้างขึ้นด้วยกุญแจส่วนตัว. นี่เป็นวิธีการยืนยันว่าข้อมูลที่ได้รับมาถูกส่งมาจากผู้ถือกุญแจส่วนตัวจริง ๆ และข้อมูลนั้นไม่ได้ถูกเปลี่ยนแปลงระหว่างทาง.
- ความปลอดภัยในการสื่อสาร: ระบบกุญแจคู่เสนอประโยชน์ในการสื่อสารแบบปลอดภัยในระหว่างสองฝ่ายที่ไม่ได้แลกกุญแจลับกันก่อน. ด้วยการใช้กุญแจสาธารณะ, สามารถสร้างระบบการสื่อสารที่ปลอดภัยได้โดยไม่ต้องมีการแลกกุญแจลับระหว่างทาง.
กุญแจสาธารณะเป็นฐานของการเข้ารหัสแบบกุญแจคู่ และมีบทบาทสำคัญในการรักษาความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวของข้อมูลในโลกดิจิทัล. ด้วยความสามารถที่ว่า, มันช่วยให้เราสามารถสื่อสารแบบปลอดภัยได้ในโลกที่เต็มไปด้วยความไม่แน่นอน.
ความเป็นมาเบื้องต้น
แนวคิดของการเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะถูกเ introduced ในปี 1970 โดยกลุ่มของนักวิจัย โดยเฉพาะ Whitfield Diffie และ Martin Hellman วัตถุประสงค์ของพวกเขาคือการแก้ไขปัญหาที่สำคัญในการเข้ารหัส: อย่างไรที่สองฝ่ายที่ไม่เคยพบกันมาก่อน จะสื่อสารกันได้โดยปลอดภัยโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการเฝ้าระวัง? วิธีที่คิดขึ้นคือการใช้กุญแจสองตัวที่แยกกันแต่เชื่อมต่อกันเชิงคณิตศาสตร์ หากข้อความถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจตัวหนึ่ง เฉพาะกุญแจคู่ของมันเท่านั้นที่สามารถถอดรหัสได้
ความสำคัญ: Public Key Cryptography
1. การรักษาความปลอดภัยในการสื่อสารดิจิทัล:
วิธีการเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะสร้างมาตรฐานใหม่ในด้านความปลอดภัย หากในอดีต การสื่อสารส่วนใหญ่จะต้องมีการแลกกุญแจลับ (secret keys) ก่อนเพื่อให้สามารถถอดรหัสข้อความได้ การเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะทำให้สามารถสื่อสารอย่างปลอดภัยได้โดยไม่ต้องมีการแลกกุญแจก่อน.
2. การยืนยันตัวตนและการรับรองความถูกต้อง:
นอกเหนือจากการเข้ารหัสข้อมูล การเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะยังสามารถใช้ในการสร้างลายเซ็นดิจิทัล (digital signatures) นี่คือวิธีที่ทำให้ผู้รับสามารถยืนยันได้ว่าข้อมูลที่พวกเขาได้รับมาจริงๆ มาจากผู้ส่ง และไม่ได้ถูกแก้ไขในระหว่างทาง.
3. การสนับสนุนธุรกรรมดิจิทัล:
การเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะเป็นหนึ่งในพื้นฐานของระบบบล็อกเชน (blockchain) และสกุลเงินดิจิทัล เช่น บิทคอยน์ มันรับประกันว่าธุรกรรมที่ถูกบันทึกลงในบล็อกเชนนั้นถูกต้อง และไม่สามารถถูกแก้ไขได้โดยไม่ให้คนอื่นรู้.
4. การขยายระบบความปลอดภัย:
ด้วยคุณสมบัติที่ยืดหยุ่นของการเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ มันสามารถนำไปใช้ร่วมกับระบบความปลอดภัยอื่นๆ ได้ เช่น SSL/TLS ที่ใช้ในการรักษาความปลอดภัยของการสื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ต.
5. ความสามารถในการป้องกันการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต:
กุญแจส่วนตัว (Private Key) ที่ถูกเก็บเป็นความลับ ยืนยันว่าเฉพาะบุคคลหรือระบบที่มีกุญแจนี้เท่านั้นที่สามารถถอดรหัสหรือยืนยันข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะตรงข้ามได้เมื่อพิจารณาความสำคัญทั้งหมดของการเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ, สามารถเห็นได้ชัดว่ามันเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพที่สุดสำหรับการรักษาความปลอดภัยในยุคดิจิทัลปัจจุบัน
กุญแจส่วนตัว (Private Key)
กุญแจส่วนตัวเป็นหนึ่งในส่วนสำคัญของระบบการเข้ารหัสลับแบบกุญแจคู่ (Asymmetric Cryptography). ระบบนี้แตกต่างจากการเข้ารหัสแบบธรรมดาที่เราใช้กุญแจเดียวทั้งการเข้ารหัสและการถอดรหัส. แต่ในกรณีนี้, มีกุญแจสองตัวที่มีความสัมพันธ์กันอย่างแน่นอน.
1. สร้างร่วมกัน: ตัวกุญแจส่วนตัวถูกสร้างขึ้นมาเพื่อทำงานร่วมกับกุญแจสาธารณะ, ซึ่งหมายความว่าเมื่อมีการสร้างกุญแจส่วนตัว, กุญแจสาธารณะจะถูกสร้างขึ้นมาพร้อมกันทันที. แต่ขณะเดียวกัน, แม้จะมีความสัมพันธ์แน่นอน, กุญแจส่วนตัวจะไม่สามารถถูกคาดเดาจากกุญแจสาธารณะได้.
2. การใช้งาน: เมื่อข้อมูลถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ, คนเราหรือเครื่องมือใด ๆ ไม่สามารถถอดรหัสข้อมูลนั้นออกมาเป็นข้อความดั้งเดิมได้ ยกเว้นจะมีกุญแจส่วนตัวที่เข้าพวกกับกุญแจสาธารณะที่ใช้เข้ารหัสข้อมูลดังกล่าว.
3. ความปลอดภัย: กุญแจส่วนตัวคือสิ่งที่ควรจะถูกเก็บรักษาในที่ปลอดภัยที่สุด. ถ้าใครสักคนได้มีการเข้าถึงกุญแจส่วนตัวของคุณ, เขาก็จะสามารถถอดรหัสข้อมูลที่คุณได้รับ หรือ สร้างข้อความที่มีลายเซ็นดิจิทัลในนามคุณได้.
ดังนั้น, กุญแจส่วนตัวเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการรักษาความส่วนตัวและความปลอดภัยของข้อมูลในยุคดิจิทัล แต่ก็ต้องระวังและรักษาไว้ให้ดีเพื่อไม่ให้ข้อมูลสำคัญหลุดหาย.
การเกิดขึ้นและพัฒนาของกุญแจส่วนตัว:
ในยุคแรก ๆ ของการสื่อสารดิจิทัล, สิ่งที่เรามักจะพบเห็นคือการใช้รหัสลับแบบสมมาตร (Symmetric Cryptography) โดยที่กุญแจเดียวสามารถใช้ทั้งการเข้ารหัสและการถอดรหัส. แต่วิธีนี้มีข้อจำกัดในการแลกเปลี่ยนกุญแจลับ, ซึ่งเป็นจุดอ่อนในด้านความปลอดภัย.
พอยุคดิจิทัลเข้ามา, ปัญหาในการแลกเปลี่ยนกุญแจลับในสภาวะที่ไม่ปลอดภัยเป็นเรื่องที่น่าประณีประนอมเป็นอย่างยิ่ง, เพราะการส่งกุญแจลับผ่านช่องทางที่ไม่ปลอดภัยสามารถนำไปสู่การถูกแอบฟังหรือถูกแฮ็กได้. สิ่งนี้กลายเป็นจุดเริ่มต้นในการคิดค้นและพัฒนาระบบการเข้ารหัสลับแบบกุญแจคู่ หรือ Asymmetric Cryptography.
กุญแจส่วนตัว (Private Key) และ กุญแจสาธารณะ (Public Key) ที่เกิดขึ้นในระบบนี้มีความสัมพันธ์กันอย่างแน่นอน. กุญแจสาธารณะสามารถเผยแพร่ไปยังทุกคน แต่การถอดรหัสข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจนี้จะต้องใช้กุญแจส่วนตัวเท่านั้น.
การนำระบบการเข้ารหัสลับแบบกุญแจคู่มาใช้งานได้ช่วยให้การสื่อสารแบบดิจิทัลมีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น, สร้างความมั่นใจในการทำธุรกรรมออนไลน์ และช่วยป้องกันการรั่วไหลของข้อมูลสำคัญ.
วิธีการทำงานของกุญแจส่วนตัว (Private Key)
- การสร้างกุญแจส่วนตัว: กุญแจส่วนตัวเกิดขึ้นจากกระบวนการสร้างคู่กุญแจทางคณิตศาสตร์. ในระบบการเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ, การสร้างกุญแจนี้คือขั้นตอนเริ่มต้นและมักจะเกิดขึ้นที่ต้นปลายที่ต้องการสื่อสารแบบปลอดภัย.
- การเก็บรักษา: กุญแจส่วนตัวเป็นสิ่งที่ควรเก็บเป็นความลับอย่างสูงสุด. หากใครสามารถเข้าถึงกุญแจส่วนตัวได้, พวกเขาสามารถถอดรหัสข้อมูลและยืนยันตัวตนเป็นเจ้าของข้อมูลนั้นได้. ดังนั้น, การเก็บกุญแจส่วนตัวนั้นควรเป็นไปในสถานที่ปลอดภัย, หลายครั้งก็อาจจะใช้กระเป๋าเงินดิจิทัล (digital wallets) หรืออุปกรณ์พิเศษเพื่อการเก็บรักษา.
- การใช้กุญแจส่วนตัวในการถอดรหัส: เมื่อมีข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ, กุญแจส่วนตัวจะถูกใช้ในการถอดรหัสข้อมูลนั้น. การที่เฉพาะกุญแจส่วนตัวเท่านั้นที่สามารถถอดรหัสข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะได้ทำให้ความปลอดภัยสูงขึ้น.
- การใช้ในการสร้างลายเซ็นดิจิทัล: กุญแจส่วนตัวไม่เพียงแค่ใช้สำหรับการถอดรหัส, แต่ยังใช้ในการสร้างลายเซ็นดิจิทัลด้วย. เมื่อใช้กุญแจส่วนตัวในการสร้างลายเซ็น, ผู้รับจะใช้กุญแจสาธารณะเพื่อยืนยันว่าข้อมูลนั้นมาจากเจ้าของกุญแจส่วนตัวจริงๆ.
- การต่อสู้กับความท้าทายในความปลอดภัย: การรักษาความปลอดภัยของกุญแจส่วนตัวเป็นสิ่งที่สำคัญ. มีการโจมตีที่มีเป้าหมายเพื่อขโมยกุญแจส่วนตัว และการรักษาความปลอดภัยของมันนั้นเป็นข้อความที่สำคัญ.
เมื่อพิจารณาวิธีการทำงานและความสำคัญของกุญแจส่วนตัว, การเข้าใจวิธีการใช้งาน และการรักษาความปลอดภัยของมันนั้นยิ่งมีความสำคัญ
การใช้งานของกุญแจส่วนตัว:
กุญแจส่วนตัว (Private Key) ถือเป็นหัวใจของระบบการเข้ารหัสลับแบบกุญแจคู่ (Asymmetric Cryptography). สิ่งที่ทำให้มันโดดเด่นและมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นเมื่อเทียบกับระบบการเข้ารหัสแบบเดียว (Symmetric Cryptography) คือ ความสามารถที่จะทำงานร่วมกับกุญแจสาธารณะ (Public Key) ได้อย่างเป็นธรรมชาติ.
- การถอดรหัสข้อมูล: เมื่อมีการส่งข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ, เจ้าของกุญแจส่วนตัวเท่านั้นที่สามารถทำการถอดรหัสข้อมูลนั้นกลับมาเป็นข้อมูลต้นฉบับได้.
- การสร้างลายเซ็นดิจิทัล: ลายเซ็นดิจิทัล (Digital Signature) ถือเป็นการยืนยันว่าข้อมูลมาจากแหล่งที่แท้จริง และไม่ได้ถูกปลอมแปลงในระหว่างทาง. กุญแจส่วนตัวถูกใช้ในการสร้างลายเซ็นนี้, และใครที่มีกุญแจสาธารณะสามารถตรวจสอบความถูกต้องของลายเซ็นดิจิทัลได้.
- การยืนยันตัวตน: การใช้กุญแจส่วนตัวสามารถยืนยันได้ว่าผู้สื่อสารเป็นใคร และสร้างความเชื่อถือในการสื่อสารดิจิทัล.
ความปลอดภัยของกุญแจส่วนตัว:
ความปลอดภัยเป็นความสำคัญสูงสุดของกุญแจส่วนตัว. หากนักเขียนรหัสที่ไม่หวังดีได้เข้าถึงกุญแจส่วนตัว, เขาสามารถถอดรหัสข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะได้ หรือถูกใช้เพื่อสร้างลายเซ็นดิจิทัลปลอม. ดังนั้น, การรักษาความเป็นส่วนตัวและการปกป้องกุญแจส่วนตัวจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง. การใช้เทคนิคต่าง ๆ เช่น การเก็บกุญแจส่วนตัวบนอุปกรณ์ที่มีความปลอดภัยพิเศษ (Hardware Security Module) หรือการใช้รหัสผ่านเพื่อป้องกันการเข้าถึงกุญแจส่วนตัวเป็นต้น.
ความแตกต่างของ public กับ Private key
การเข้ารหัสลับแบบกุญแจคู่ (Asymmetric Cryptography) ใช้หลักการของการมีกุญแจสองอัน ซึ่งประกอบด้วย กุญแจสาธารณะ (Public Key) และ กุญแจส่วนตัว (Private Key). ทั้งสองกุญแจนี้มีความสัมพันธ์กันและใช้งานร่วมกันเพื่อสร้างและตรวจสอบข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสหรือลายเซ็นดิจิทัล. แต่ละกุญแจมีลักษณะและหน้าที่ที่แตกต่างกัน:
- กุญแจสาธารณะ (Public Key):
กุญแจสาธารณะ (Public Key) - นิยาม: เป็นกุญแจที่สามารถเผยแพร่ได้แก่ทุกคนและใช้สำหรับการเข้ารหัสข้อมูลหรือการตรวจสอบลายเซ็นดิจิทัล.
- หน้าที่:
- เข้ารหัสข้อมูล: ข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะสามารถถูกถอดรหัสได้เฉพาะโดยกุญแจส่วนตัวที่สอดคล้องกันเท่านั้น.
- ตรวจสอบลายเซ็นดิจิทัล: เมื่อมีการสร้างลายเซ็นดิจิทัลด้วยกุญแจส่วนตัว, กุญแจสาธารณะจะถูกใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของลายเซ็นนั้น.
- กุญแจส่วนตัว (Private Key):
- นิยาม: เป็นกุญแจที่ควรจะเก็บเป็นความลับและไม่ควรเผยแพร่. เฉพาะเจ้าของกุญแจส่วนตัวเท่านั้นที่ควรทราบค่านี้.
- หน้าที่:
- ถอดรหัสข้อมูล: ข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะสามารถถอดรหัสได้ด้วยกุญแจส่วนตัวที่สอดคล้องกัน.
- สร้างลายเซ็นดิจิทัล: ใช้กุญแจส่วนตัวในการสร้างลายเซ็นเพื่อยืนยันความถูกต้องและความเป็นต้นฉบับของข้อมูล.
การตรวจสอบ: เมื่อต้องการแน่ใจว่าข้อมูลหรือการสื่อสารเป็นแท้จริง, ควรตรวจสอบกุญแจที่ใช้ในการเข้ารหัสหรือสร้างลายเซ็น. ถ้าข้อมูลถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ, ควรใช้กุญแจส่วนตัวที่สอดคล้องกันในการถอดรหัส. แต่ถ้ามีการสร้างลายเซ็นดิจิทัลด้วยกุญแจส่วนตัว, กุญแจสาธารณะที่สอดคล้องกันควรถูกใช้ในการตรวจสอบลายเซ็นนั้น