1. Giới thiệu chung

Mật mã đã được con người sử dụng từ lâu đời. Các hình thức mật mã sơ khai đã được tìm thấy từ khoảng bốn nghìn năm trước trong nền văn minh Ai Cập cổ đại. Trải qua hàng nghìn năm lịch sử, mật mã đã được sử dụng rộng rãi ở khắp nơi trên thế giới từ Đông sang Tây để giữ bí mật cho việc giao lưu thông tin trong nhiều lĩnh vực hoạt động giữa con người và các quốc gia, đặc biệt trong các lĩnh vực quân sự, chính trị, ngoại giao. Mật mã trước hết là một loại hoạt động thực tiễn, nội dung chính của nó là để giữ bí mật thông tin.

Quá trình mã hóa và giải mã thông tin

2. Hàm băm (hash functions)

Hàm băm (H) là hàm chuyển đổi một thông điệp có độ dài bất kỳ thành một dãy bit có độ dài cố định. Các hàm băm nhận một chuỗi bit có chiều dài tùy ý (hữu hạn) làm dữ liệu đầu vào và tạo ra một chuỗi bit mới có chiều dài cố định n bit (n > 0), được gọi là giá trị băm hay mã băm.

Các đặc điểm:

• H có thể được áp dụng trên khối dữ liệu có độ dài bất kỳ
• H tạo đầu ra có độ dài cố định
• H(x) tính toán mọi x tương đối dễ dàng, tạo điều kiện cho việc cài 
• đặt trên phần cứng lẫn phần mềm được thiết thực
• Với bất kỳ giá trị băm h, không thể tính được x saocho H(x)=h. Hay 
• H được gọi là hàm một chiều
• Tính bền xung đột yếu (weak collision resistance): với bất kỳ 
• giá trị x, không thể tính được y ≠ x sao cho H(y) =H(x).
• Tính bền xung đột mạnh (strong collision resistance): Không 
• thể tính được một cặp (x, y) sao cho H(x) = H(y)

3. Mã hóa đối xứng

Là những hệ mật dùng chung một khoá cả trong quá trình mã hoá dữ liệu và giải mã dữ liệu. Do đó khoá phải được giữ bí mật tuyệt đối. Một số thuật toán nổi tiếng trong mã hoá đối xứng là: DES, Triple DES(3DES), RC4, AES…

Quá trình mã hóa đối xứng

Các khoá giống nhau được sử dụng cho việc mã hoá và giải mã
Thuật toán mã hoá sử dụng khoá đối xứng thường được biết đến là DES (Data Encryption Standard)
Các thuật toán mã hoá đối xứng khác được biết đến như:
-Triple DES, DESX, GDES, RDES - 168 bit key
-RC2, RC4, RC5 - variable length up to 2048 bits
-IDEA - basis of PGP - 128 bit key.

4. Mã hóa bất đối xứng

Các hệ mật này dùng một khoá để mã hoá sau đó dùng một khoá khác để giải mã, nghĩa là khoá để mã hoá  và giải mã là khác nhau. Các khoá này tạo nên từng cặp chuyển đổi ngược nhau và không có khoá nào có thể suy được từ khoá kia. Khoá dùng để mã hoá có thể công khai nhưng khoá dùng để giải mã phải giữ bí mật. Do đó trong thuật toán này có 2 loại khoá: Khoá để mã hoá được gọi là khóa công khai-Public Key, khoá để giải mã được gọi là khóa bí mật - Private Key. Một số thuật toán mã hoá công khai nổi tiếng: Diffle-Hellman, RSA,… 

Quá trình mã hóa bất đối xứng

- Các khoá dùng cho mã hoá và giải mã khác nhau nhưng cùng một mẫu và là cặp đôi duy nhất(khoá private/public)
- Khoá private chỉ được biết đến bởi người gửi
- Khoá public được biết đến bởi nhiều người hơn nó được sử dụng bởi những nhóm người đáng tin cậy đã được xác thực
- Thuật toán mã hoá sử dụng khoá bất đối xứng thường được biết đến là RSA (Rivest,Shamir and Adleman 1978)