วิทยาการรหัสลับ

วิทยาการรหัสลับ () วิชาเกี่ยวกับการเข้ารหัสลับคือการแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ โดยข้อความลับคือข้อความที่ผู้อื่น นอกเหนือจากคู่สนทนาที่ต้องการ ไม่สามารถเข้าใจได้ 

มนุษย์ได้คิดค้นวิธีการรักษาความลับของเรามาตั้งนาน นับตั้งแต่สมัยจูเลียส ซีซาร์ จนกระทั่งถึงปัจจุบันที่ใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยเข้ารหัสลับและถอดรหัสลับ การเข้ารหัสแบบซีซ่าร์ทำได้โดยการนำตัวอักษรที่อยู่ถัดไปอีกสองตำแหน่งมาแทนที่ ยกตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการเข้ารหัสคำว่า HELLO เราก็นำตัวอักษรที่ถัดจากตัว H ไปอีกสองตัวนั่นคือตัว J มาแทน ตัว E แทนด้วย G ตัว L แทนด้วย N ตัว O แทนด้วย Q ดังนั้นข้อความ HELLO จึงถูกแปลงให้เป็นคำว่า JGNNQ

การเข้ารหัสลับแตกต่างกับวิทยาการอำพรางข้อมูล ข้อมูลที่ถูกอำพรางนั้นจะไม่ถูกเปลี่ยนแปลง ในขณะที่การเข้ารหัสลับจะเปลี่ยนแปลงข้อมูล

วิทยาการรหัสลับสมัยใหม่ (Modern Cryptography) เป็นวิชาการที่ใช้แนวทางคณิตศาสตร์เพื่อแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ โดยให้เฉพาะคู่สนทนาที่ต้องการสามารถอ่านเข้าใจได้เท่านั้น ขั้นตอนวิธีของการเข้ารหัสลับสมัยใหม่ ได้แก่ Data Encryption Standard, Advanced Encryption Standard  หรือ One-Time Padding ฯลฯ

หลักการเบื้องต้นของการเข้ารหัสลับ ประการแรกคือ ขั้นตอนวิธีต้องเป็นที่รู้โดยทั่วไป และประการต่อมา รหัสจะต้องใหม่เสมอ

ระบบการเข้ารหัสข้อมูล 
เป็นกระบวนการสำหรับการแปรรูปข้อมูลเล็กทรอนิกส์ธรรมดาให้อยู่ในรูปที่บุคคลทั่วไปไม่สามารถอ่านเข้าใจได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วการเข้ารหัสจะกระทำก่อนการจัดเก็บข้อมูลหรือก่อนการส่งข้อมูล โดยการนำข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ธรรมดากับกุญแจ (key) ซึ่งเป็นตัวเลขสุ่มใดๆ มาผ่านกระบวนการทางคณิตศาสตร์ ผลที่ได้ก็คือข้อมูลที่เข้ารหัส ขั้นตอนที่กล่าวมานี้จะเรียกว่า “การเข้ารหัส” (encryption) และเมื่อต้องการอ่านข้อมูล ก็นำเอาข้อมูลที่เข้ารหัสกับกุญแจมาผ่านกระบวนการทางคณิตศาสตร์ ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือข้อมูลดั้งเดิม ซึ่งขั้นตอนนี้จะเรียกว่า “การถอดรหัส” (decryption) ระบบเข้ารหัสสามารถแบ่งตามวิธีการใช้กุญแจได้เป็น 2 วิธีดังนี้

 ระบบเข้ารหัสแบบกุญแจสมมาตร (symmetric-key cryptography) คือการเข้ารหัสข้อมูลด้วยกุญแจเดี่ยว ทั้งผู้ส่งและผู้รับ โดยวิธีการนี้ผู้รับกับผู้ส่งต้องตกลงกันก่อนว่าจะใช้รูปแบบไหนในการเข้ารหัสข้อมูล ซึ่งรูปแบบไหนในการเข้ารหัสข้อมูลที่ผู้รับกับผู้ส่งตกลงกันแท้ที่จริงก็คือ กุญแจลับ นั่นเอง เช่น ผู้ส่งกับผู้รับตกลงจะใช้เทคนิดการแทนที่ตัวอักษรที่อยู่ถัดไป 1 ตำแหน่ง เช่น ถ้าเห็นตัวอักษร A ก็ให้เปลี่ยนไปเป็น B หรือเห็นตัวอักษร B ก็ให้เปลี่ยนไปเป็น C เป็นต้น นั้นก็คือผู้ส่งกับผู้รับตกลงใช้รูปแบบนี้เป็นกุญแจลับ
 ระบบเข้ารหัสแบบกุญแจอสมมาตร (asymmetric-key cryptography หรือ Public Key Technology) ระบบการเข้ารหัสแบบนี้ได้ถูกคิดค้นโดย นายวิทฟิลด์ ดิฟฟี (Whitfield Diffie) ซึ่งเป็นนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ. 2518 โดยการเข้ารหัสแบบนี้จะใช้หลักกุญแจคู่ทำการเข้ารหัสและถอดรหัส โดยกุญแจคู่ที่ว่านี้จะประกอบไปด้วย กุญแจส่วนตัว (private key) และกุญแจสาธารณะ (public key) โดยหลักการทำงานจะทำดังนี้ ถ้าใช้กุญแจลูกใดเข้ารหัส ก็ต้องใช้กุญแจอีกลูกหนึ่งถอดรหัส สำหรับการเข้ารหัสและถอดรหัสด้วยกุญแจคู่นี้จะใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์เข้ามาช่วยโดยที่ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่นำมาใช้ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าจะมีเฉพาะกุญแจคู่ของมันเท่านั้นที่จะสามารถถอดรหัสได้ ไม่สามารถนำกุญแจคู่อื่นมาถอดรหัสได้อย่างเด็ดขาด

ดูเพิ่ม 
 การเข้ารหัส
 เครื่องอินิกมา 
 การเข้ารหัสแบบกุญแจสมมาตร (Symmetric Key Cryptosystem)
 การเข้ารหัสแบบกุญแจอสมมาตร (Asymmetric Key Cryptosystem)
 วิทยาการอำพรางข้อมูล

แหล่งข้อมูลอื่น 

ความรู้
วิทยาการเข้ารหัสลับ