Mã hóa RSA

Mã hóa RSA là gì?

Mã hóa RSA là một thuật toán mật mã khóa công khai, được sử dụng để bảo mật truyền dữ liệu và xác minh danh tính số, dựa trên hai khóa có liên kết toán học. Khóa công khai được chia sẻ công khai dùng cho mã hóa hoặc xác thực chữ ký, còn khóa riêng tư được giữ bí mật tuyệt đối để giải mã hoặc ký số.

Mô hình này thường được minh họa như một ổ khóa trong suốt và một chìa khóa cá nhân. Bất cứ ai cũng có thể đặt dữ liệu vào ổ khóa bằng khóa công khai, nhưng chỉ người sở hữu khóa riêng tư mới có thể mở ra. Cơ chế này cho phép giao tiếp an toàn giữa các bên không quen biết, tạo nền tảng cho bảo mật Internet hiện đại, bao gồm HTTPS, chứng chỉ số và hệ thống xác thực doanh nghiệp.

RSA lần đầu tiên được công bố vào năm 1977 bởi Ron Rivest, Adi Shamir và Leonard Adleman. Dù đã xuất hiện nhiều thuật toán mật mã mới, RSA vẫn được triển khai rộng rãi trong hạ tầng truyền thống tính đến năm 2025.

Tại sao mã hóa RSA quan trọng đối với Web3 và Internet?

Mã hóa RSA đóng vai trò hỗ trợ cốt lõi trong hạ tầng Web3 và Internet truyền thống. Dù không dùng để tạo chữ ký giao dịch on-chain, RSA lại thiết yếu cho bảo mật xác minh danh tính, đăng nhập, xác thực API và các kênh liên lạc mã hóa giữa người dùng với nền tảng.

Khi người dùng truy cập nền tảng giao dịch qua trình duyệt, HTTPS sử dụng chứng chỉ ký bằng RSA để xác thực danh tính website. Điều này ngăn chặn tấn công trung gian và đảm bảo thông tin đăng nhập, mã xác thực hai lớp và khóa API không bị đánh cắp khi truyền tải.

Trên website và các đầu cuối API của Gate, giao thức bảo mật tầng truyền tải dùng chứng chỉ số để xác thực máy chủ. Sau khi xác minh danh tính, thuật toán mã hóa đối xứng sẽ được sử dụng cho truyền dữ liệu tốc độ cao.

Tính đến năm 2025, khóa RSA 2.048 bit vẫn đáp ứng nhu cầu sử dụng chung, trong khi 3.072 bit trở lên được khuyến nghị cho môi trường yêu cầu bảo mật cao. Các ngưỡng này phù hợp với hướng dẫn về độ mạnh mật mã hiện tại của NIST.

Mã hóa RSA hoạt động như thế nào?

Bảo mật của RSA dựa trên độ khó tính toán khi phân tích một số hợp lớn thành các thừa số nguyên tố ban đầu. Việc nhân hai số nguyên tố lớn rất dễ, nhưng quá trình đảo ngược là không khả thi với máy tính cổ điển khi kích thước khóa đủ lớn.

Quy trình cốt lõi gồm các bước sau.

• Chọn hai số nguyên tố lớn và nhân chúng để tạo modulus dùng cho cả hai khóa.
• Khởi tạo cặp khóa công khai và khóa riêng tư bằng các tham số liên kết toán học từ hai số nguyên tố đó.

RSA hỗ trợ hai chức năng mật mã riêng biệt.

• Mã hóa, chuyển đổi dữ liệu gốc thành bản mã bằng khóa công khai, đảm bảo chỉ người giữ khóa riêng tư mới có thể giải mã.
• Ký số, sử dụng khóa riêng tư để tạo chữ ký có thể xác minh nhằm chứng minh tính xác thực và toàn vẹn của thông điệp.

Mã hóa thường dùng để bảo vệ thông tin đăng nhập, bí mật khi truyền tải; ký số dùng để xác minh danh tính và thiết lập lòng tin.

Mã hóa RSA bảo vệ dữ liệu trong HTTPS và đăng nhập Gate như thế nào?

Trong HTTPS, RSA chủ yếu đảm nhiệm xác minh danh tính và tạo niềm tin vào chứng chỉ, không dùng để mã hóa dữ liệu số lượng lớn trực tiếp.

Bước 1. Khi trình duyệt kết nối tới Gate, nó xác thực chuỗi chứng chỉ máy chủ và tên miền bằng các tổ chức cấp chứng chỉ gốc tin cậy. Chữ ký chứng chỉ thường được bảo vệ bởi RSA hoặc thuật toán đường cong elliptic.

Bước 2. Trình duyệt và máy chủ thiết lập khóa phiên dùng chung. Trong TLS 1.3, quy trình này thường sử dụng trao đổi khóa tạm thời Diffie Hellman trên đường cong elliptic thay vì vận chuyển khóa RSA.

Bước 3. Khi phiên bảo mật được thiết lập, mã hóa đối xứng bảo vệ toàn bộ dữ liệu truyền tải, bao gồm mật khẩu, mã xác thực và thông tin API.

Thiết kế này tách biệt xác thực danh tính khỏi bảo mật dữ liệu. RSA tạo niềm tin, còn mã hóa đối xứng đảm bảo truyền dữ liệu an toàn, hiệu quả.

Khóa RSA được tạo và sử dụng như thế nào?

Khóa RSA được sinh ra bằng bộ sinh số ngẫu nhiên an toàn mật mã và các thuật toán chuẩn hóa.

Bước 1. Tạo khóa riêng tư và lưu trữ bảo mật tuyệt đối, không chia sẻ.

Bước 2. Sinh khóa công khai tương ứng, có thể phân phối tự do.

Bước 3. Áp dụng các phương án padding an toàn. Các triển khai hiện đại sử dụng OAEP cho mã hóa và PSS cho ký số để chống tấn công cấu trúc.

Bước 4. Sử dụng cặp khóa cho mã hóa, giải mã, ký số hoặc xác thực theo nhu cầu.

Các công cụ dòng lệnh như OpenSSL thường được dùng để quản lý khóa trong môi trường hạ tầng.

• Tạo khóa riêng tư. openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:3072
• Xuất khóa công khai. openssl pkey -in private.pem -pubout -out public.pem
• Mã hóa dùng OAEP. openssl pkeyutl -encrypt -inkey public.pem -pubin -in msg.bin -out msg.enc -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep
• Giải mã. openssl pkeyutl -decrypt -inkey private.pem -in msg.enc -out msg.dec -pkeyopt rsa_padding_mode:oaep

Mã hóa RSA khác gì so với mật mã đường cong elliptic?

RSA và mật mã đường cong elliptic đều là hệ mật mã phi đối xứng, nhưng khác biệt lớn về hiệu suất và phạm vi ứng dụng.

Tính đến năm 2025, Bitcoin dùng ECDSA, Ethereum dùng ECDSA, Solana dùng Ed25519 cho các hoạt động on-chain. RSA vẫn chiếm ưu thế trong hạ tầng dựa trên chứng chỉ truyền thống.

Những rủi ro cần lưu ý khi sử dụng mã hóa RSA

Bảo mật của RSA phụ thuộc rất lớn vào việc triển khai đúng và vận hành kỷ luật.

• Độ dài khóa: Sử dụng tối thiểu 2.048 bit, khuyến nghị 3.072 bit cho bảo mật lâu dài.
• Tính ngẫu nhiên: Entropy yếu khi sinh khóa có thể làm mất an toàn hoàn toàn.
• Phương án padding: Không bao giờ được dùng RSA thô. OAEP và PSS là bắt buộc trong hệ thống hiện đại.
• Lưu trữ khóa riêng tư: Nên lưu trữ trong mô-đun bảo mật phần cứng hoặc kho mã hóa với kiểm soát truy cập nghiêm ngặt.
• Rủi ro máy tính lượng tử: Máy tính lượng tử quy mô lớn về lý thuyết có thể phá RSA bằng thuật toán Shor, nhưng hiện chưa tồn tại hệ thống như vậy. Kế hoạch chuyển đổi hậu lượng tử là vấn đề dài hạn.

Những điểm chính về mã hóa RSA

Mã hóa RSA cho phép xác minh danh tính an toàn và trao đổi khóa tin cậy bằng cách tách biệt công khai và kiểm soát riêng tư. Đây là nền tảng của HTTPS, bảo mật API và xác thực dựa trên chứng chỉ trên các nền tảng Web2 và Web3. Dù mật mã on-chain ưu tiên thuật toán đường cong elliptic, RSA vẫn không thể thay thế đối với bảo mật hạ tầng, bao gồm cả hệ thống Gate sử dụng.

Quản lý khóa đúng cách, đủ độ dài khóa, padding an toàn và vận hành kỷ luật là yếu tố then chốt để duy trì bảo mật RSA.

Câu hỏi thường gặp

Mã hóa RSA là gì và tại sao được sử dụng trong tiền điện tử?

Mã hóa RSA là hệ mật mã phi đối xứng chủ yếu dùng cho giao tiếp an toàn và xác minh danh tính. Trong hệ sinh thái tiền điện tử, RSA không được sử dụng để ký giao dịch blockchain, nhưng lại được ứng dụng trong hạ tầng web, đăng nhập sàn, xác thực API và bảo mật chứng chỉ quanh các nền tảng crypto.

Sự khác biệt giữa khóa công khai và khóa riêng tư là gì? Nên lưu trữ như thế nào?

Khóa công khai có thể chia sẻ tự do và dùng để mã hóa hoặc xác thực. Khóa riêng tư phải tuyệt đối bí mật và dùng để giải mã hoặc ký số. Khóa riêng tư nên được lưu trữ ngoại tuyến hoặc trong phần cứng bảo mật như ví phần cứng hoặc ví giấy.

Ví được mã hóa bằng RSA có an toàn không? Có thể bị phá vỡ không?

Ví blockchain không sử dụng RSA để ký giao dịch. Hệ thống dựa trên RSA đảm bảo an toàn về mặt toán học khi triển khai đúng. Các sự cố bảo mật thường xuất phát từ lừa đảo, mã độc hoặc xử lý khóa kém chứ không phải điểm yếu mật mã.

Mã hóa RSA khác gì so với mật mã đường cong elliptic trong blockchain?

RSA dựa trên phân tích số nguyên, còn mật mã đường cong elliptic dựa trên bài toán logarit rời rạc. Hệ thống đường cong elliptic cung cấp bảo mật tương đương với khóa nhỏ hơn nhiều, giúp chúng hiệu quả hơn cho giao dịch blockchain.

Gate sử dụng mã hóa RSA để bảo vệ tài khoản khi giao dịch như thế nào?

Gate sử dụng chứng chỉ dựa trên RSA để xác thực kết nối an toàn và bảo vệ kênh đăng nhập. Kết hợp với mã hóa TLS, xác thực hai lớp và các biện pháp chống lừa đảo, điều này ngăn chặn đánh cắp thông tin đăng nhập và truy cập trái phép tài khoản khi giao dịch.