Tại sao mã hóa đầu cuối lại quan trọng trong kỷ nguyên số?

Thực tế của giao tiếp kỹ thuật số

Chúng ta thường có ấn tượng rằng mình chỉ gửi tin nhắn riêng tư đến những liên hệ tương ứng. Thực tế thì hơi khác một chút – dữ liệu của bạn đi qua các máy chủ trung tâm, nơi nó được lưu trữ. Không ai trong chúng ta muốn nhà cung cấp dịch vụ, người đóng vai trò là cầu nối giữa bạn và người nhận, có quyền truy cập vào nội dung giao tiếp của bạn. Chính vào thời điểm này, mã hóa đầu cuối trở thành yếu tố quan trọng.

Mã hóa đầu cuối đảm bảo rằng chỉ có người gửi và người nhận dự định có khả năng đọc tin nhắn. Giao tiếp được bảo vệ theo cách này có thể chứa bất cứ thứ gì - từ tin nhắn văn bản đến tệp tin và cuộc gọi video. Lịch sử của công nghệ này bắt nguồn từ những năm 90, khi lập trình viên Phil Zimmerman công bố Pretty Good Privacy, viết tắt là PGP.

Chúng ta thường giao tiếp mà không có mã hóa

Trên một nền tảng nhắn tin điển hình, người dùng trước tiên đăng ký, tạo tài khoản để giao tiếp. Khi bạn viết một tin nhắn và gửi nó cho bạn bè, dữ liệu sẽ được gửi đến máy chủ của nhà cung cấp trước tiên. Máy chủ xác định người nhận và chuyển tiếp tin nhắn.

Mô hình này được gọi là kiến trúc khách-chủ. Điện thoại của bạn (khách) chỉ hoạt động như một giao diện, trong khi máy chủ thực hiện tất cả công việc. Điều này cũng có nghĩa là nhà cung cấp dịch vụ là trung gian trong mọi giao tiếp của bạn.

Giao tiếp thường trải qua hai đoạn mã hóa – từ khách hàng đến máy chủ (A ↔ S) và từ máy chủ đến người nhận (S ↔ B). Điều này được thực hiện thông qua các giao thức như TLS (Transport Layer Security), bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải. Tuy nhiên, giải pháp này không ngăn chặn các máy chủ tự đọc tin nhắn của bạn – nó chỉ bảo vệ con đường của chúng.

Khi dữ liệu đã được lưu trữ trên máy chủ trong cơ sở dữ liệu giữa hàng triệu thông tin khác, chúng trở thành mục tiêu dễ bị tổn thương. Lịch sử của các vụ rò rỉ dữ liệu lớn đã chứng minh nhiều lần rằng điều này có thể gây ra sự tàn phá cho người dùng cuối.

Cách hoạt động của mã hóa đầu cuối

Mã hóa đầu cuối đảm bảo bảo vệ từ đầu đến cuối của giao tiếp - không có quyền truy cập cho các máy chủ hoặc bên thứ ba. Các ứng dụng như WhatsApp, Signal hoặc Google Duo bảo vệ người dùng của họ theo cách này.

Quá trình công nghệ bắt đầu bằng cái được gọi là trao đổi khóa.

Trao đổi khóa – Phương pháp Diffie-Hellman

Kỹ thuật này được phát minh bởi các nhà mật mã học Whitfield Diffie, Martin Hellman và Ralph Merkle. Mục đích của nó là để hai bên có thể tạo ra một bí mật chia sẻ ngay cả trong môi trường thù địch – trên một kênh không an toàn, nếu muốn, dưới sự giám sát của khán giả, mà không làm ảnh hưởng đến sự an toàn của các thông điệp sau này.

Để gần gũi hơn với điều này, chúng ta sẽ sử dụng phép ẩn dụ thông thường về màu sắc. Hãy tưởng tượng Alice và Bob đang ngồi trong những căn phòng riêng biệt và muốn tạo ra một màu sắc độc đáo mà người kia không biết. Vấn đề của họ: hành lang có những kẻ gián điệp canh chừng.

Alice và Bob trước tiên công khai thỏa thuận về một màu chung - ví dụ như màu vàng. Họ có thể chia sẻ nó ở hành lang mà không lo lắng. Trong sự an toàn của phòng của mình, mỗi người sau đó sẽ thêm màu bí mật của mình - Alice là sắc xanh lam, Bob là sắc đỏ. Chi tiết quan trọng: các điệp viên sẽ không thấy những màu bí mật này.

Sau đó, Alice và Bob sẽ trao đổi các hỗn hợp mới của họ ở hành lang mở. Kết quả - màu xanh vàng và màu đỏ vàng. Những kẻ gián điệp nhìn thấy họ, nhưng không thể xác định được màu sắc bí mật nào đã được sử dụng.

Alice sẽ lấy hỗn hợp của Bob và thêm sắc xanh lam của riêng mình – sẽ tạo ra màu đỏ vàng xanh lam. Bob sẽ lấy hỗn hợp của Alice và thêm sắc đỏ của mình – sẽ tạo ra màu xanh lam vàng đỏ. Cả hai hỗn hợp kết quả đều giống hệt nhau. Alice và Bob giờ đây sở hữu một màu sắc độc đáo, mà vẫn ẩn giấu.

Trên thực tế, không phải là màu sắc mà là các phép toán toán học với khóa công khai và khóa riêng. Toán học cơ bản làm cho nó trở nên mạnh mẽ hơn - gần như không thể đoán được “màu sắc” bí mật chỉ từ việc biết về sự pha trộn kết quả.

Làm thế nào để trao đổi tin nhắn một cách an toàn

Khi các bên sở hữu một bí mật chia sẻ, họ có thể sử dụng nó cho mã hóa đối xứng. Các triển khai thực tế thêm các lớp bảo mật khác mà người dùng không nhìn thấy. Sau khi kết nối với bạn bè trong ứng dụng E2EE, tất cả quá trình mã hóa và giải mã chỉ diễn ra trên các thiết bị của bạn - trừ khi có những mối đe dọa bảo mật nghiêm trọng ở cấp độ phần mềm.

Bất kể bạn là hacker, công ty công nghệ hay cơ quan pháp lý - nếu dịch vụ thực sự được mã hóa đầu cuối, mọi tin nhắn bị chặn đều xuất hiện như một chuỗi ký tự vô nghĩa.

Hạn chế mã hóa đầu cuối

Chỉ trích chính đối với E2EE đến từ những người đại diện cho quan điểm rằng không ai có quyền truy cập vào tin nhắn nếu không có khóa đúng - tức là cả chính phủ cũng vậy. Lập luận của họ: nếu bạn tuân thủ pháp luật, bạn không nên có lý do để ẩn giấu tin nhắn của mình. Quan điểm này phản ánh trong những nỗ lực của một số chính trị gia nhằm đưa ra luật pháp với “cửa sau” để truy cập vào giao tiếp mã hóa. Tuy nhiên, những giải pháp như vậy sẽ hoàn toàn làm mất đi ý nghĩa của E2EE.

Cần lưu ý rằng các ứng dụng với E2EE không hoàn toàn an toàn. Tin nhắn mặc dù vẫn được mã hóa trong quá trình truyền tải, nhưng có thể nhìn thấy dưới dạng văn bản rõ ràng tại các điểm cuối - trên máy tính xách tay hoặc điện thoại của bạn. Điều này không phải là khuyết điểm của E2EE, nhưng là một thông tin đáng nhớ.

Có các mối đe dọa khác mà bạn cần phải chú ý:

• Trộm thiết bị: không cần mã PIN hoặc nếu kẻ tấn công vượt qua mã PIN, có thể truy cập vào tin nhắn của bạn
• Thiết bị bị nhiễm: phần mềm độc hại có thể theo dõi thông tin trước khi gửi đi và sau đó.
• Cuộc tấn công Man-in-the-middle: trong quá trình trao đổi khóa, bạn không thể chắc chắn rằng bạn đang thực hiện với đúng người. Kẻ tấn công có thể giả mạo bạn bè của bạn và chặn cũng như chỉnh sửa tin nhắn của bạn.

Để giảm thiểu những mối đe dọa như vậy, điều này được hỗ trợ bởi mã bảo mật - chuỗi số hoặc mã QR mà bạn có thể xác minh qua kênh bảo mật ( tốt nhất là trực tiếp ). Khi các số khớp nhau, bạn có thể chắc chắn rằng bên thứ ba không phải là bạn.

Tại sao mã hóa đầu cuối lại có giá trị

Không có các mối đe dọa đã đề cập ở trên, E2EE chắc chắn là một công cụ mạnh mẽ để tăng cường quyền riêng tư và an ninh. Các nhà hoạt động vì quyền riêng tư đang quảng bá nó trên toàn cầu - tương tự như onion routing. Bonus: nó có thể được tích hợp vào các ứng dụng giống như những ứng dụng mà chúng ta đã quen thuộc, vì vậy bất kỳ ai có điện thoại di động đều có thể sử dụng.

E2EE không chỉ dành cho tội phạm và người tố cáo - đó là một giả định sai lầm. Ngay cả những tập đoàn công nghệ lớn nhất cũng không miễn dịch trước các cuộc tấn công phơi bày dữ liệu không được mã hóa của người dùng cho các tác nhân độc hại. Truy cập vào các giao tiếp cá nhân hoặc tài liệu danh tính có thể phá hủy cuộc sống.

Nếu công ty bị tấn công nhưng người dùng của nó dựa vào E2EE, các hacker sẽ không có quyền truy cập vào nội dung có thể đọc được của các tin nhắn ( với điều kiện mã hóa mạnh mẽ ). Trong trường hợp tốt nhất, họ chỉ có thể truy cập vào siêu dữ liệu – điều này vẫn đáng lo ngại nhưng là một cải thiện đáng kể.

Kết luận

Trên toàn cầu, số lượng công cụ E2EE miễn phí ngày càng tăng. iOS đi kèm với Apple iMessage, Android với Google Duo, và danh sách phần mềm tập trung vào quyền riêng tư vẫn đang tiếp tục phát triển.

Mã hóa đầu cuối không phải là một lá chắn toàn năng chống lại mọi cuộc tấn công mạng. Tuy nhiên, nếu bạn sử dụng nó một cách tích cực, bạn có thể giảm thiểu đáng kể các rủi ro trực tuyến mà bạn phải đối mặt. Bên cạnh mạng Tor, VPN và tiền điện tử, các ứng dụng nhắn tin với E2EE là một phần quan trọng trong kho vũ khí bảo mật kỹ thuật số của bạn.