Cybersecurity 101: Cryptography การเข้ารหัส — รากฐานสำคัญของความปลอดภัยไซเบอร์ในยุคดิจิทัล

ในยุคที่ข้อมูลถูกส่งผ่านโลกออนไลน์อย่างรวดเร็ว การเข้ารหัส (Cryptography) เป็นเครื่องมือสำคัญที่ใช้ในการปกป้องข้อมูล ตั้งแต่การป้องกันอีเมลส่วนตัวไปจนถึงการรักษาความปลอดภัยในการทำธุรกรรมทางการเงิน การเข้ารหัสมีบทบาทสำคัญในการรักษาความปลอดภัยให้กับข้อมูลของเรา บทความนี้จะพูดถึงพื้นฐานของการเข้ารหัสและถอดรหัส ความแตกต่างระหว่างการเข้ารหัสแบบสมมาตรและอสมมาตร ฟังก์ชันแฮชและลายเซ็นดิจิทัล โครงสร้างพื้นฐานกุญแจสาธารณะ (Public Key Infrastructure: PKI) และวิธีการป้องกันเว็บไซต์ผ่าน SSL/TLS

1. พื้นฐานของการเข้ารหัสและถอดรหัส

การเข้ารหัส คือกระบวนการเปลี่ยนข้อมูลที่อ่านได้ หรือที่เรียกว่า plaintext ให้อยู่ในรูปแบบที่ไม่สามารถอ่านได้ หรือ ciphertext เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้อื่นที่ไม่ได้รับอนุญาตสามารถอ่านข้อมูลนี้ได้

• การเข้ารหัส (Encryption): กระบวนการเปลี่ยนข้อมูลเป็น ciphertext เพื่อป้องกันไม่ให้บุคคลที่ไม่ได้รับอนุญาตเข้าถึงข้อมูลนั้น
• การถอดรหัส (Decryption): กระบวนการแปลง ciphertext กลับไปเป็น plaintext โดยใช้กุญแจการถอดรหัส

การเข้ารหัสสามารถแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบหลัก คือ การเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric Encryption) และการเข้ารหัสแบบอสมมาตร (Asymmetric Encryption)

2. การเข้ารหัสแบบสมมาตรและอสมมาตร

• การเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric Encryption): ใช้กุญแจเดียวกันสำหรับทั้งการเข้ารหัสและถอดรหัส ข้อดีคือทำงานรวดเร็ว แต่มีความเสี่ยงหากกุญแจถูกส่งผ่านเครือข่ายอย่างไม่ปลอดภัย ตัวอย่างอัลกอริธึมเช่น AES และ DES
• ตัวอย่าง: การเข้ารหัสไฟล์ในคอมพิวเตอร์ด้วยรหัสผ่าน รหัสผ่านนี้จะใช้ทั้งสำหรับการล็อคและปลดล็อคไฟล์
• การเข้ารหัสแบบอสมมาตร (Asymmetric Encryption): ใช้กุญแจสองตัว ได้แก่ กุญแจสาธารณะ (Public Key) สำหรับเข้ารหัส และ กุญแจส่วนตัว (Private Key) สำหรับถอดรหัส กุญแจสาธารณะสามารถแบ่งปันได้อย่างปลอดภัย แต่เฉพาะผู้ถือกุญแจส่วนตัวเท่านั้นที่สามารถถอดรหัสข้อมูลได้ อัลกอริธึมที่ใช้บ่อย เช่น RSA และ ECC
• ตัวอย่าง: เมื่อส่งอีเมลที่เข้ารหัส ผู้รับจะใช้กุญแจสาธารณะในการเข้ารหัส และเฉพาะกุญแจส่วนตัวของผู้รับเท่านั้นที่สามารถถอดรหัสได้

3. ฟังก์ชันแฮชและลายเซ็นดิจิทัล

ฟังก์ชันแฮช (Hash Function) เป็นเครื่องมือทางเข้ารหัสที่ใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล โดยฟังก์ชันแฮชจะเปลี่ยนข้อมูลเป็นค่าขนาดเล็กที่ไม่สามารถย้อนกลับไปเป็นข้อมูลเดิมได้ ฟังก์ชันแฮชนี้ใช้ในการตรวจสอบว่าข้อมูลถูกดัดแปลงหรือไม่

• ฟังก์ชันแฮชยอดนิยม ได้แก่ MD5, SHA-1, และ SHA-256 ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ คุณสามารถตรวจสอบฟังก์ชันแฮชที่เว็บไซต์ให้มา เพื่อยืนยันว่าซอฟต์แวร์ที่ดาวน์โหลดมาไม่ถูกดัดแปลง

ลายเซ็นดิจิทัล (Digital Signature) เป็นกลไกเข้ารหัสที่ใช้เพื่อยืนยันความถูกต้องและความสมบูรณ์ของข้อมูลหรือเอกสาร ลายเซ็นดิจิทัลทำให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลนั้นไม่ได้ถูกดัดแปลงระหว่างการส่ง

• ลายเซ็นดิจิทัลสร้างโดยการเข้ารหัสแฮชของข้อความด้วยกุญแจส่วนตัว และผู้รับสามารถตรวจสอบลายเซ็นนี้โดยใช้กุญแจสาธารณะของผู้ส่ง เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลนั้นมาจากแหล่งที่เชื่อถือได้และไม่ถูกแก้ไข

4. โครงสร้างพื้นฐานกุญแจสาธารณะ (PKI)

โครงสร้างพื้นฐานกุญแจสาธารณะ (PKI) เป็นระบบที่จัดการและรักษาความปลอดภัยการใช้กุญแจสาธารณะบนอินเทอร์เน็ต PKI ช่วยในการสร้าง แจกจ่าย และจัดการกับกุญแจสาธารณะและใบรับรองดิจิทัล (Digital Certificates) ซึ่งทำให้ผู้ใช้งานสามารถยืนยันตัวตนได้อย่างปลอดภัย

องค์ประกอบหลักของ PKI คือ Certificate Authorities (CA) หรือหน่วยงานที่ออกใบรับรองดิจิทัล เพื่อยืนยันตัวตนของผู้ใช้หรือเว็บไซต์

ตัวอย่างการใช้งาน PKI คือการรับรองความปลอดภัยของเว็บไซต์ที่มี HTTPS โดยเว็บไซต์จะมีใบรับรองจาก CA ซึ่งรับรองความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของเว็บไซต์นั้น

5. SSL/TLS และ HTTPS

SSL (Secure Sockets Layer) และ TLS (Transport Layer Security) เป็นโปรโตคอลที่ใช้ในการเข้ารหัสข้อมูลระหว่างผู้ใช้และเซิร์ฟเวอร์ เพื่อป้องกันไม่ให้บุคคลที่สามสามารถเข้าถึงข้อมูลระหว่างการส่งผ่านเครือข่ายได้

• HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) เป็นเวอร์ชันที่ปลอดภัยของ HTTP โดยใช้ SSL/TLS ในการเข้ารหัสข้อมูลที่ส่งผ่านเว็บเซิร์ฟเวอร์และเบราว์เซอร์ของผู้ใช้

ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณทำธุรกรรมออนไลน์บนเว็บไซต์ธนาคาร HTTPS จะทำให้ข้อมูลส่วนตัวของคุณถูกเข้ารหัส และป้องกันไม่ให้ถูกดักฟังหรือขโมยข้อมูล

บทสรุป

การเข้ารหัสเป็นเครื่องมือที่สำคัญในการปกป้องข้อมูลในโลกดิจิทัล ไม่ว่าจะเป็นการเข้ารหัสแบบสมมาตรหรืออสมมาตร ฟังก์ชันแฮช ลายเซ็นดิจิทัล หรือการใช้ SSL/TLS การเข้ารหัสช่วยปกป้องความลับของข้อมูล รักษาความสมบูรณ์ของข้อมูล และยืนยันตัวตนของผู้ส่งและผู้รับ

การทำความเข้าใจพื้นฐานของการเข้ารหัสและการใช้งานจริงเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการป้องกันภัยคุกคามทางไซเบอร์ในปัจจุบัน