Khi bạn thanh toán cho một cốc cà phê bằng điện thoại, gửi thông tin riêng tư qua ứng dụng trò chuyện, hoặc lưu trữ tài liệu công việc trên đám mây, một người bảo vệ vô hình - mã hóa (Cryptography) đã hoạt động ở hậu trường. Xuất phát từ tiếng Hy Lạp “kryptós” (ẩn giấu) và “graphía” (viết), mã hóa về bản chất là khoa học biến thông tin thành dạng không thể đọc được thông qua thuật toán toán học, bảo vệ dữ liệu trong môi trường không đáng tin cậy. Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) định nghĩa nó là “một lĩnh vực thể hiện các nguyên tắc, phương tiện và phương pháp chuyển đổi dữ liệu”, mục tiêu cốt lõi là ngăn chặn việc sử dụng hoặc sửa đổi thông tin nhạy cảm mà không có sự cho phép.
##Ngàn năm tiến hóa: Từ ẩn giấu vật lý đến mê cung toán học
Lịch sử mã hóa giao thoa với nền văn minh nhân loại:
Thời kỳ cổ điển (Trước Công nguyên - Cuối thế kỷ 19): "Âm phù" của Tây Chu Trung Quốc sử dụng chiều dài của mảnh tre để truyền đạt quân tình (ba inch = thất bại, năm inch = cầu cứu); mã Caesar của La Mã mã hóa lệnh bằng cách dịch chuyển chữ cái (ví dụ: dịch chuyển 3: A → D); gậy Sparta của Hy Lạp cổ đại (Scytale) thì thực hiện việc ẩn thông tin thông qua việc quấn giấy da quanh gậy gỗ.
Cách mạng cơ khí (1900 - 1950): Máy mã hóa ENIGMA của Đức Quốc xã sử dụng tổ hợp rotor để tạo ra 10¹⁴ loại khóa, từng được coi là "không thể giải mã", cho đến khi đội ngũ Turing sử dụng máy tính "khổng lồ" để giải mã tín hiệu bí mật của nó, xoay chuyển cục diện của Thế chiến II.
Nền tảng hiện đại (1949 đến nay): Năm 1949, Shannon đề xuất lý thuyết khuếch tán (ảnh hưởng của văn bản rõ đến nhiều văn bản mã hóa) và làm rối (mối quan hệ giữa văn bản mã hóa và khóa trở nên phức tạp), đưa mã hóa vào toán học. Năm 1976, Diffie-Hellman sáng lập hệ thống mật mã khóa công khai, giải quyết vấn đề phân phối khóa; năm sau, thuật toán RSA sử dụng độ phức tạp của phân tích số lớn, đặt nền tảng cho mã hóa không đối xứng.
##Năm mục tiêu cốt lõi: Xây dựng trụ cột của niềm tin số
Hiện đại mã hóa thông qua công nghệ thực hiện năm lớp bảo vệ:
Bảo mật (Confidentiality): Mã hóa số thẻ ngân hàng AES-256, đảm bảo chỉ có bên được ủy quyền mới có thể đọc.
Tính toàn vẹn (Integrity): Giá trị băm SHA-3 xác minh xem hợp đồng điện tử có bị thay đổi trong quá trình truyền tải hay không.
Xác thực (Authentication): Chứng chỉ số RSA xác minh tính xác thực của máy chủ trang web, chống lại các cuộc tấn công lừa đảo.
Không thể phủ nhận (Non-repudiation): Chữ ký ECDSA đảm bảo rằng người khởi xướng giao dịch Bitcoin không thể phủ nhận.
Tính khả dụng (Availability): Thiết kế thuật toán chống tấn công đảm bảo dịch vụ mã hóa luôn sẵn có.
##Ba loại công nghệ: Đối xứng, Phi đối xứng và Hỗn hợp hợp tác
Mã hóa đối xứng: Các thuật toán đơn khóa như AES, SM4 có tốc độ nhanh, phù hợp cho mã hóa dữ liệu lớn (như mã hóa toàn bộ ổ đĩa), nhưng việc phân phối khóa cần kênh an toàn.
Mã hóa không đối xứng: RSA, ECC mã hóa khóa công khai và giải mã khóa riêng, giải quyết vấn đề phân phối khóa, hỗ trợ hệ thống chứng chỉ số, nhưng chi phí tính toán khá lớn.
Hệ thống hỗn hợp: Giai đoạn bắt tay giao thức TLS 1.3 sử dụng RSA để trao đổi khóa, truyền dữ liệu sử dụng mã hóa AES, đảm bảo cả an toàn và hiệu quả.
##Đột phá tiên tiến: Mối đe dọa lượng tử và cách mạng nhẹ hóa
Năm 2025, mã hóa đang trải qua hai sự tiến hóa.
Sự trỗi dậy của mã hóa hậu lượng tử (PQC): CRYSTALS-Kyber (dựa trên lý thuyết mạng) được NIST chuẩn hóa vào năm 2022, chống lại các cuộc tấn công của máy tính lượng tử. Vào tháng 8 năm 2025, giải pháp ký EdDSA của Solana và Sui Blockchain đã được nâng cấp liền mạch lên PQC nhờ hỗ trợ chứng minh không biết, được coi là kiến trúc an toàn hơn trước máy tính lượng tử so với ECDSA của Bitcoin.
Mã hóa nhẹ cho IoT: Ngày 14 tháng 8 năm 2025, NIST phát hành tiêu chuẩn mã hóa nhẹ Ascon, với giải pháp mã hóa chứng nhận Ascon-AEAD128 chỉ cần 2.8 KB bộ nhớ, cung cấp nền tảng an toàn cho các thiết bị đầu cuối hạn chế như cảm biến, thiết bị cấy ghép y tế.
Thực tiễn hóa mã hóa toàn đồng (FHE): Hỗ trợ tính toán trực tiếp dữ liệu mã hóa trên đám mây (như phân tích hồ sơ y tế), vào năm 2025 FHE sẽ được tăng tốc triển khai trong giao dịch riêng tư blockchain (như FHE Rollups) và học tập liên bang AI.
##Triển vọng tương lai
Từ sự dịch chuyển chữ cái của Julius Caesar đến mê cung toán học chống tấn công lượng tử ngày nay, mã hóa luôn là "áo giáp vô hình" của thế giới kỹ thuật số. Với việc phát hành tiêu chuẩn nhẹ NIST Ascon vào năm 2025, sự thâm nhập của FHE trong điện toán đám mây, và sự nâng cấp an toàn lượng tử của blockchain, mã hóa không chỉ là "nghệ thuật ẩn giấu", mà còn là nền tảng xây dựng niềm tin trong nền văn minh kỹ thuật số. Khi bóng ma của máy tính lượng tử đang đến gần (các chuyên gia dự đoán cửa sổ đe dọa vào khoảng 2030 - 2040), cuộc chiến phòng thủ và tấn công xung quanh chủ quyền thông tin mới chỉ vừa bước vào vòng đấu mới.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Mã hóa học là gì? Từ mật mã Caesar đến những người bảo vệ thông tin hiện đại an toàn lượng tử
Khi bạn thanh toán cho một cốc cà phê bằng điện thoại, gửi thông tin riêng tư qua ứng dụng trò chuyện, hoặc lưu trữ tài liệu công việc trên đám mây, một người bảo vệ vô hình - mã hóa (Cryptography) đã hoạt động ở hậu trường. Xuất phát từ tiếng Hy Lạp “kryptós” (ẩn giấu) và “graphía” (viết), mã hóa về bản chất là khoa học biến thông tin thành dạng không thể đọc được thông qua thuật toán toán học, bảo vệ dữ liệu trong môi trường không đáng tin cậy. Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) định nghĩa nó là “một lĩnh vực thể hiện các nguyên tắc, phương tiện và phương pháp chuyển đổi dữ liệu”, mục tiêu cốt lõi là ngăn chặn việc sử dụng hoặc sửa đổi thông tin nhạy cảm mà không có sự cho phép.
##Ngàn năm tiến hóa: Từ ẩn giấu vật lý đến mê cung toán học Lịch sử mã hóa giao thoa với nền văn minh nhân loại:
##Năm mục tiêu cốt lõi: Xây dựng trụ cột của niềm tin số Hiện đại mã hóa thông qua công nghệ thực hiện năm lớp bảo vệ:
##Ba loại công nghệ: Đối xứng, Phi đối xứng và Hỗn hợp hợp tác
##Đột phá tiên tiến: Mối đe dọa lượng tử và cách mạng nhẹ hóa Năm 2025, mã hóa đang trải qua hai sự tiến hóa.
##Triển vọng tương lai Từ sự dịch chuyển chữ cái của Julius Caesar đến mê cung toán học chống tấn công lượng tử ngày nay, mã hóa luôn là "áo giáp vô hình" của thế giới kỹ thuật số. Với việc phát hành tiêu chuẩn nhẹ NIST Ascon vào năm 2025, sự thâm nhập của FHE trong điện toán đám mây, và sự nâng cấp an toàn lượng tử của blockchain, mã hóa không chỉ là "nghệ thuật ẩn giấu", mà còn là nền tảng xây dựng niềm tin trong nền văn minh kỹ thuật số. Khi bóng ma của máy tính lượng tử đang đến gần (các chuyên gia dự đoán cửa sổ đe dọa vào khoảng 2030 - 2040), cuộc chiến phòng thủ và tấn công xung quanh chủ quyền thông tin mới chỉ vừa bước vào vòng đấu mới.