Cryptography (การเข้ารหัส) ใน Network Security คืออะไร?
**Cryptography** เป็นวิทยาศาสตร์ของการ **ปกป้องข้อมูล** โดยการแปลงข้อมูลให้อ่านไม่เข้าใจ (Encryption) และกลับมาอ่านได้ (Decryption) เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย CIA Triad บนเครือข่ายที่ไม่น่าเชื่อถือ (Untrusted Network เช่น Internet)
เป้าหมายหลักของ Cryptography (Security Services)
| บริการ | คำอธิบาย | เทคนิค/อัลกอริทึม |
|---|---|---|
| Confidentiality (ความลับ) | ข้อมูลอ่านได้เฉพาะฝ่ายที่ได้รับอนุญาต | Symmetric (AES, ChaCha20), Asymmetric (RSA, ECC), Hybrid (TLS, IPsec) |
| Integrity (ความสมบูรณ์) | ข้อมูลไม่ถูกแก้ไข/เสียหายระหว่างทาง | Hash (SHA-256/384/512, SHA-3, BLAKE2), HMAC, GMAC |
| Authentication (การยืนยันตัวตน) | ยืนยันตัวตนผู้ส่ง/ผู้รับ (Entity Authentication) | Digital Signature (RSA, ECDSA, EdDSA), Certificates (X.509), MFA, Kerberos |
| Non-repudiation (ไม่สามารถปฏิเสธได้) | ผู้ส่งไม่สามารถปฏิเสธการส่งข้อมูลได้ | Digital Signature + Timestamp + Audit Log + Certificate |
| Availability (ความพร้อมใช้งาน) | ระบบพร้อมใช้งาน (Cryptography ช่วยป้องกัน DoS บางรูปแบบ) | Rate Limiting, Proof-of-Work, Verifiable Delay Functions |
ประเภทของ Cryptography (3 ประเภทหลัก)
| ประเภท | หลักการ | Key | อัลกอริทึมยอดนิยม | Use Case |
|---|---|---|---|---|
| Symmetric (Secret Key) | Key เดียว ใช้ Encrypt และ Decrypt | Shared Secret (128-256 bits) | AES-GCM, ChaCha20-Poly1305, AES-CCM | Bulk Data Encryption (TLS Record, IPsec ESP, Disk, File) |
| Asymmetric (Public Key) | Key Pair: Public (Encrypt/Verify) + Private (Decrypt/Sign) | Key Pair (2048-4096 bits RSA, 256-521 bits ECC) | RSA-OAEP, ECDH, ECDSA, Ed25519, X25519, Kyber (PQC) | Key Exchange, Digital Signature, Certificates, PKI, Email (PGP/S/MIME) |
| Hash Functions (Keyless) | One-way: Input -> Fixed-length Digest (ไม่กลับกันได้) | ไม่มี Key (แต่มี HMAC ใช้ Key) | SHA-256/384/512, SHA-3 (Keccak), BLAKE2/3 | Integrity, Password Hashing (Argon2, bcrypt, PBKDF2), Blockchain, Certificates |
| Protocol | Layer | Crypto Primitives | วัตถุประสงค์ |
|---|---|---|---|
| TLS 1.3 (HTTPS) | L7 | AEAD (AES-GCM/ChaCha20-Poly1305), ECDHE (X25519/P-256), ECDSA/Ed25519/RSA Sig, HKDF, SHA-256/384 | Web, API, gRPC, Email (SMTP/IMAP/POP over TLS) |
| IPsec (ESP/AH) | L3 | AES-GCM/CCMP, ChaCha20-Poly1305, HMAC-SHA-256, IKEv2 (ECDH, Cert/PSK) | Site-to-Site VPN, Remote Access, Host-to-Host |
| SSH v2 | L7 | AEAD (ChaCha20-Poly1305, AES-GCM), ECDH (Curve25519), Ed25519, SHA-2 | Remote Shell, SFTP, Port Forwarding, Git |
| WireGuard | L3 | ChaCha20-Poly1305, Curve25519 (ECDH), BLAKE2s, HKDF | Modern VPN (Simple, Fast, Auditable) |
| MACsec (802.1AE) | L2 | AES-GCM/XPN (GCM-AES-128/256), CKN/CAK, EAP-TLS | Ethernet Link Encryption (Data Center, Campus) |
| DTLS 1.3 | L4 (UDP) | Same as TLS 1.3 over UDP | VPN (OpenConnect), WebRTC, IoT (CoAP), QUIC |
| QUIC / HTTP/3 | L4+L7 | TLS 1.3 Built-in, AEAD, 0-RTT | Web Performance, Mobile, UDP-based |
Cryptography ใน Real-world Applications
- 🏧 **ATM/Financial:** HSM (Hardware Security Module), PIN Block (ISO 9564), DUKPT, EMV (Chip), 3D Secure
- 📺 **Pay TV / DRM:** Conditional Access (CSA, DVB-CSA), Widevine, PlayReady, FairPlay
- 📧 **Email Security:** PGP/GPG (OpenPGP), S/MIME (X.509), DKIM/DMARC/SPF (Domain Auth)
- 🌐 **Web Browsing:** TLS 1.3, Certificate Transparency, HSTS, HPKP (Deprecated), OCSP Stapling
- 📱 **Mobile (GSM/LTE/5G):** A3/A8 (Authentication), A5/1/3 (Ciphering), 5G: TUAK, 5G-AKA, SEAF
- 💰 **Cryptocurrency/Blockchain:** ECDSA/secp256k1 (Bitcoin/Ethereum), Ed25519 (Solana), BLS Signatures (Eth2), ZK-SNARKs/STARKs
- 🔐 **Password Managers:** Argon2id (KDF), AES-256-GCM (Vault), PBKDF2 (Legacy), Zero-knowledge Architecture
Post-Quantum Cryptography (PQC) - อนาคต
- Quantum Computer (Shor's Algorithm) แตก **RSA, ECC, DH** ได้ -> ต้องย้ายไป **PQC Algorithms
- NIST PQC Standards (2024):
- ML-KEM (Kyber): Key Encapsulation Mechanism (KEM) - General Encryption
- ML-DSA (Dilithium): Digital Signature Algorithm
- SLH-DSA (SPHINCS+): Stateless Hash-based Signature (Backup)
- Migration: Hybrid (Classical + PQC) ใน TLS 1.3, IPsec, SSH, Signal -> เริ่ม Deploy ตอนนี้ (Google, Cloudflare, AWS, Apple, Signal)
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
Cryptography และ Cryptology ต่างกันยังไง?
Cryptography = การสร้าง/ใช้ระบบเข้ารหัส | Cryptology = Cryptography + Cryptanalysis (การวิเคราะห์/แตกรหัส) = วิทยาศาสตร์รวม
Symmetric vs Asymmetric ใช้เมื่อไหร่?
Symmetric: Encrypt ข้อมูลเยอะ (Speed) | Asymmetric: Key Exchange, Digital Signature, Identity (Key Distribution)
TLS 1.2 vs 1.3 ต่างกันที่ไหน?
TLS 1.3: ลด Round-trip (1-RTT/0-RTT), ตัด Cipher Suites อ่อนออก (RSA Key Exch, CBC, RC4, SHA-1), บังคับ AEAD (AES-GCM, ChaCha20-Poly1305), Forward Secrecy บังคับ (ECDHE)
WPA2-Personal ใช้ Cryptography อะไร?
4-Way Handshake (PBKDF2-SHA1 -> PMK -> PTK) + AES-CCMP (Encryption) + MIC (Integrity) | WPA3: SAE (Dragonfly) + AES-GCMP
Cryptography ใช้ใน Network Security ทุก Layer ได้จริงไหม?
**ได้** L2 (MACsec), L3 (IPsec, WireGuard), L4 (DTLS, QUIC), L7 (TLS, SSH, S/MIME, PGP) - Defense in Depth ด้วย Crypto ทุกชั้น
