Chữ ký số là gì? Hướng dẫn về Tiền điện tử

Chữ ký số là một cơ chế mật mã sử dụng Private Key để ký một tài liệu hoặc giao dịch kỹ thuật số, tạo ra một mã duy nhất chứng minh danh tính của người ký và xác nhận nội dung không bị thay đổi kể từ khi ký. Hãy hình dung nó như một con dấu sáp chống giả trên một bức thư: nó chứng minh rằng bức thư đó đến từ bạn và chưa từng bị mở hoặc thay đổi kể từ khi bạn niêm phong nó, nhưng thay vì sáp, nó sử dụng toán học tiên tiến. Mọi giao dịch Bitcoin, mọi giao dịch NFT, và mọi hợp đồng pháp lý được ký số đều dựa vào cơ chế này.

Chữ ký số là gì? (Giải thích đơn giản)

Bạn đã biết rõ vai trò của chữ ký viết tay: giúp xác nhận danh tính và thể hiện sự đồng ý của bạn. Chữ ký số cũng thực hiện chức năng tương tự, nhưng đi kèm với sự đảm bảo về mặt toán học mà bút và giấy không thể cung cấp.

Chữ ký tay có thể bị giả mạo. Ai đó có thể sao chép các nét bút của bạn và các trang giấy có thể bị tráo đổi sau khi bạn ký vào trang cuối cùng. Chữ ký số giải quyết được cả hai vấn đề này. Nó được liên kết về mặt toán học với nội dung chính xác của tài liệu, vì vậy bất kỳ thay đổi nào sau khi ký, dù chỉ là một ký tự bị thay đổi, đều làm cho chữ ký đó mất hiệu lực. Do được tạo ra bằng một Private Key duy nhất mà chỉ bạn nắm giữ, việc tạo ra một chữ ký hợp lệ mà không có khóa đó là điều không thể.

Định nghĩa chữ ký số theo các tiêu chuẩn kỹ thuật là rất chính xác: đó là một mã mật mã được tạo ra bằng Private Key để xác minh danh tính của người ký và xác nhận rằng tài liệu hoặc thông điệp kỹ thuật số chưa bị thay đổi kể từ khi ký. Việc hiểu ý nghĩa của chữ ký số ở cấp độ kỹ thuật này, thay vì nhầm lẫn nó với một tên gõ đơn thuần, là yếu tố phân biệt giữa một lập trường bảo mật đáng tin cậy và một lập trường sai lầm.

Mỗi chữ ký số đều cung cấp ba đặc tính cốt lõi:

Ba đặc tính cốt lõi của Chữ ký số

• Xác thực: Bằng chứng cho thấy tài liệu đến từ người gửi được xác nhận, không phải kẻ giả mạo
• Tính toàn vẹn dữ liệu: Bằng chứng cho thấy nội dung không bị thay đổi kể từ thời điểm ký
• Tính không thể chối bỏ: Người ký không thể phủ nhận việc đã ký sau đó, vì chỉ Private Key của họ mới có thể tạo ra chữ ký cụ thể đó

Tính không thể chối bỏ hoạt động giống như một biên lai thư bảo đảm. Một khi chữ ký đã được ghi nhận và Private Key tạo ra nó có mối liên hệ toán học với bạn, bạn không thể sau đó tuyên bố rằng bạn đã không ký nó.

Đây là cách thức hoạt động chính xác của chữ ký số theo từng bước.

Chữ ký số hoạt động như thế nào?

Chữ ký số hoạt động thông qua một quy trình ba bước: tài liệu được băm, mã băm được ký bằng Private Key, và người nhận xác minh chữ ký bằng Public Key.

Quy trình tóm tắt:

["Bước 1: Băm tài liệu","Bước 2: Ký vào bản hash bằng Private Key","Bước 3: Xác minh chữ ký bằng Public Key"]

Từng bước sẽ được giải thích bên dưới.

Tìm hiểu về Mật mã học Public Key

Mật mã học khóa công khai (còn được gọi là mật mã học bất đối xứng) là hệ thống toán học giúp chữ ký số trở nên khả thi. Whitfield Diffie và Martin Hellman đã phát triển nó vào năm 1976. Hệ thống này tạo ra hai khóa được liên kết về mặt toán học: một Private Key mà chỉ bạn nắm giữ và một Public Key mà bạn có thể chia sẻ tự do với bất kỳ ai.

Hãy tưởng tượng nó giống như một hộp thư: bất kỳ ai cũng có thể thả một lá thư qua khe công cộng, nhưng chỉ người sở hữu Private Key mới có thể mở hộp. Trong chữ ký số, quy trình hơi khác một chút. Bạn sử dụng private key để ký, và bất kỳ ai có Public Key đều có thể xác minh chữ ký đó.

Bước 1: Tạo hàm băm của tài liệu

Trước khi một chữ ký số được tạo ra, tài liệu sẽ đi qua một hàm băm, một quy trình toán học chuyển đổi toàn bộ tài liệu thành một chuỗi ký tự duy nhất, có độ dài cố định được gọi là giá trị băm (hash) hoặc bản tóm tắt (digest). SHA-256 (Thuật toán Băm Bảo mật 256-bit), được NIST chuẩn hóa theo FIPS 180-4, là ví dụ được sử dụng phổ biến nhất và là thuật toán mà Bitcoin sử dụng.

Một hàm băm có ba thuộc tính khiến nó trở nên lý tưởng cho chữ ký số:

• Tính xác định: Cùng một tài liệu luôn tạo ra cùng một mã hash
• Một chiều: Bạn không thể đảo ngược mã hash để khôi phục tài liệu gốc
• Hiệu ứng thác đổ: Thay đổi dù chỉ một ký tự trong tài liệu cũng tạo ra một mã hash hoàn toàn khác

Hãy coi một hàm băm (hash) giống như dấu vân tay: giống như cách dấu vân tay xác định duy nhất một người mà không tiết lộ mọi thông tin về họ, một hàm băm xác định duy nhất một tài liệu mà không tiết lộ nội dung đầy đủ của nó. Một điểm làm rõ đáng để nói thẳng ra: hàm băm không phải là mã hóa. Mã hóa có thể đảo ngược bằng một khóa; băm là không thể đảo ngược theo thiết kế. Sự khác biệt này rất quan trọng khi hiểu rõ cách chữ ký số khác với các thông điệp được mã hóa.

Bước 2: Ký hàm băm với Private Key

Private Key của bạn, một chuỗi ký tự bí mật, duy nhất chỉ bạn biết, là công cụ tạo ra chữ ký số. Phần mềm ký của bạn sử dụng hàm băm (hash) được tạo ra ở Bước 1 và mã hóa nó bằng Private Key của bạn. Kết quả của quá trình mã hóa đó chính là chữ ký số.

Private Key của bạn giống như một con dấu vật lý độc nhất mà chỉ bạn sở hữu: bất kỳ ai cũng có thể thấy những gì nó đã đóng dấu, nhưng chỉ bạn mới có thể tạo ra dấu đó. Sau đó, chữ ký kỹ thuật số được đính kèm vào tài liệu và truyền đến người nhận.

Hệ quả bảo mật là trực tiếp: bất kỳ ai nắm giữ Private Key đều kiểm soát chữ ký số. Trong tiền điện tử, ví tiền điện tử của bạn lưu trữ Private Key của bạn (không phải bản thân tiền điện tử, thứ tồn tại trên Blockchain) và sử dụng nó để tạo chữ ký số mỗi khi bạn ủy quyền giao dịch. ### Bước 3: Xác minh Chữ ký với Public Key

Người nhận xác minh chữ ký bằng cách sử dụng Public Key của bạn, phần đối ứng có thể chia sẻ với Private Key của bạn, được phân phối tự do mà không có bất kỳ rủi ro bảo mật nào. Quy trình xác minh hoạt động như sau:

1. Người nhận sử dụng Public Key của bạn để giải mã chữ ký số, khôi phục mã hash gốc
2. Người nhận chạy độc lập cùng một hàm hash trên tài liệu đã nhận, tạo ra một mã hash mới
3. Hai mã hash được so sánh với nhau

Nếu chúng khớp nhau, chữ ký sẽ hợp lệ: tài liệu là xác thực và không bị thay đổi kể từ khi bạn ký. Nếu chúng không khớp, hoặc là tài liệu đã bị can thiệp sau khi ký, hoặc chữ ký là giả mạo. Người nhận có thể lấy Public Key của bạn từ chứng chỉ số do một bên thứ ba đáng tin cậy cấp, nội dung này được đề cập trong phần về cách lấy chữ ký số.

Tóm tắt Cặp khóa

• Private Key = Ký (tạo chữ ký)
• Public Key = Xác minh (kiểm tra chữ ký)
• Khóa riêng tư được giữ bí mật. Khóa công khai được chia sẻ.

Chữ ký số và Mã hóa Mã hóa bảo vệ nội dung: nó làm xáo trộn dữ liệu để chỉ bên có thẩm quyền mới đọc được (tính bảo mật). Chữ ký số chứng minh ai đã gửi nội dung và rằng nó không bị thay đổi. Nó không ẩn hoặc xáo trộn bất cứ điều gì (tính xác thực và toàn vẹn). Một tài liệu có thể vừa được mã hóa vừa được ký số. Đây là những công cụ khác nhau cho các mục đích khác nhau.

Các cơ chế vận hành hiện đã rõ ràng. Điểm khác biệt giữa chữ ký số và các chữ ký điện tử mà bạn có thể đã quen thuộc là nội dung của phần tiếp theo.

Chữ ký số so với Chữ ký điện tử: Sự khác biệt là gì?

Không. Chữ ký số không giống với chữ ký điện tử, mặc dù các thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau trong các cuộc trò chuyện thông thường.

Chữ ký điện tử là một phạm mục pháp lý rộng, bao gồm bất kỳ biểu tượng, âm thanh hoặc quy trình điện tử nào được đính kèm với một hồ sơ với ý định ký tên. Điều này bao gồm việc nhập tên của bạn vào một trường biểu mẫu, nhấp vào ô kiểm "Tôi đồng ý", vẽ chữ ký của bạn trên màn hình cảm ứng và chữ ký số. Tất cả các chữ ký số đều được coi là chữ ký điện tử theo định nghĩa này.

Chữ ký số là một loại chữ ký điện tử cụ thể sử dụng mã hóa Public Key và hàm băm để xác minh danh tính và tính toàn vẹn của tài liệu bằng mật mã. Điểm khác biệt chính: tất cả chữ ký số đều là chữ ký điện tử, nhưng không phải tất cả chữ ký điện tử đều là chữ ký số. Một tên được nhập trong trường DocuSign là chữ ký điện tử. Một tệp PDF được ký bằng chứng chỉ X.509 từ Tổ chức phát hành chứng chỉ (CA) là một chữ ký số.

Một phân biệt liên quan cần làm rõ: chứng chỉ số không giống với chữ ký số. Hãy coi chứng chỉ số như thẻ căn cước của bạn. Nó chứng minh bạn là ai và chứa khóa công khai của bạn. Chữ ký số là hành động ký, sử dụng danh tính đã được xác nhận bởi thẻ căn cước đó. Hạ tầng Public Key (PKI), hệ thống các tổ chức tin cậy chuyên cấp và quản lý chứng chỉ số, là yếu tố giúp toàn bộ chuỗi xác minh hoạt động ở quy mô lớn.

Chữ ký truyền thống (loại mực trên giấy) có thể bị làm giả, không ràng buộc với nội dung tài liệu và yêu cầu sự hiện diện vật lý. Chữ ký số không thể bị làm giả nếu không có Private Key, được ràng buộc mật mã học với nội dung tài liệu chính xác và hoạt động ở mọi khoảng cách dưới dạng kỹ thuật số.

Các ứng dụng thực tế của chữ ký số vượt xa khỏi việc ký kết tài liệu.

Chữ ký số được dùng để làm gì?

Chữ ký số được sử dụng để xác thực danh tính, bảo mật giao dịch và xác minh tính toàn vẹn của tài liệu trong lĩnh vực tiền điện tử, hợp đồng pháp lý, liên lạc qua email, phân phối phần mềm và dịch vụ chính phủ.

Chữ ký số trong Tiền điện tử và Blockchain

Trong công nghệ Blockchain, chữ ký số là cơ chế bảo mật cơ bản xác thực mọi giao dịch và chứng minh rằng chỉ chủ sở hữu hợp pháp mới bắt đầu một giao dịch chuyển khoản. Blockchain là một sổ cái phân tán, bất biến ghi lại các giao dịch, được duy trì trên một mạng lưới máy tính. Mọi giao dịch được gửi đến Blockchain phải được ký số trước khi mạng lưới chấp nhận và ghi lại nó.

Cách thức hoạt động thực tế là như vậy: khi bạn gửi tiền điện tử, ví tiền điện tử của bạn sử dụng Private Key để tạo một chữ ký số ủy quyền cho giao dịch cụ thể đó. Mạng lưới Blockchain sau đó xác thực chữ ký bằng Public Key của bạn. Chỉ khi chữ ký hợp lệ thì giao dịch mới được tiến hành và ghi lại vĩnh viễn trên chuỗi.

Bitcoin sử dụng Thuật toán Chữ ký Số Đường cong Elliptic (ECDSA) với đường cong elliptic secp256k1 cho tất cả các hoạt động ký giao dịch. Ví tiền điện tử của bạn lưu trữ Private Key của bạn, chứ không phải bản thân tiền điện tử (vốn tồn tại dưới dạng một bản ghi trên Blockchain), và tự động tạo chữ ký mỗi khi bạn ủy quyền chuyển tiền. Mọi tương tác với giao thức DeFi hoặc thị trường NFT đều hoạt động theo cùng một cách: ví của bạn ký giao dịch bằng Private Key của bạn, kích hoạt Hợp đồng Thông minh.

Hệ quả về bảo mật là trực tiếp: bạn không thể chi tiêu tiền điện tử của người khác vì bạn không có Private Key của họ và do đó không thể tạo ra chữ ký số hợp lệ cho địa chỉ ví của họ.

Chữ ký số cho các văn bản pháp lý và hợp đồng

Chữ ký số bảo vệ các tài liệu pháp lý, hợp đồng, biểu mẫu chính phủ, hồ sơ tài chính và tài liệu y tế. Chúng cung cấp một bản ghi chống giả mạo, có giá trị pháp lý, ghi lại việc ai đã ký, ký cái gì và khi nào.

Các nền tảng như Adobe Acrobat Sign và DocuSign (khi được sử dụng với chứng chỉ số thay vì chữ ký điện tử cơ bản) áp dụng chữ ký số mật mã cho các tệp PDF. Tệp PDF đã ký nhúng chứng chỉ của người ký và một giá trị băm (hash) của nội dung tài liệu. Bất kỳ thay đổi nào được thực hiện sau khi ký, ngay cả việc chỉnh sửa một từ duy nhất, sẽ tạo ra một giá trị băm khác, làm mất hiệu lực chữ ký và kích hoạt cảnh báo trong Adobe Acrobat. Mọi tài liệu được ký số cũng đi kèm với một dấu vết kiểm toán chống giả mạo ghi lại thời điểm và người đã ký. Những chữ ký này có giá trị pháp lý theo Đạo luật ESIGN tại Hoa Kỳ, được trình bày chi tiết bên dưới.

Chữ ký số trong Email và Phần mềm

Các ứng dụng email như Microsoft Outlook và Apple Mail hỗ trợ chữ ký số thông qua chứng chỉ S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions). Một email được ký số chứng minh rằng thư đến từ người gửi đã khai báo và không bị thay đổi trong quá trình truyền tải, bảo vệ chống lại việc giả mạo email và lừa đảo phishing. Các nhà phát hành phần mềm sử dụng chứng chỉ ký mã (code-signing certificates) cho cùng mục đích này: việc ký mã của họ chứng minh rằng mã đó không bị can thiệp kể từ khi nhà phát hành phát hành nó, ngăn chặn việc chèn mã độc vào các bản phân phối phần mềm hợp pháp.

Chữ ký số và quyền sở hữu NFT

Một token không thể thay thế (NFT) là một token kỹ thuật số duy nhất trên một blockchain đại diện cho quyền sở hữu một vật phẩm kỹ thuật số cụ thể, chẳng hạn như tác phẩm nghệ thuật, âm nhạc hoặc vật phẩm sưu tầm, và chữ ký số là thứ chứng minh quyền sở hữu đó và cấp quyền chuyển nhượng.

Khi một NFT được đúc, chữ ký số của người tạo được ghi lại trên Blockchain dưới dạng bản ghi gốc, giúp xác lập nguồn gốc. Khi NFT được bán hoặc chuyển nhượng, chữ ký số của chủ sở hữu hiện tại sẽ ủy quyền cho việc chuyển nhượng đó. Nếu không có chữ ký số, sẽ không có bằng chứng mật mã về việc ai là người sở hữu NFT hoặc liệu giao dịch chuyển nhượng có được chủ sở hữu hợp pháp ủy quyền hay không. Đây là cách chữ ký số chứng minh bạn sở hữu một NFT: Private Key của bạn tạo ra chữ ký được ghi lại trên chuỗi tại thời điểm chuyển nhượng, và chỉ khóa của bạn mới có thể tạo ra chữ ký đó.

Các thuật toán tạo ra những chữ ký này thay đổi tùy theo ngữ cảnh. Việc hiểu rõ chúng giúp giải thích tại sao các nền tảng khác nhau lại đưa ra những lựa chọn kỹ thuật khác nhau.

Các loại thuật toán chữ ký số

Ba thuật toán chính được sử dụng cho chữ ký số là RSA (Rivest-Shamir-Adleman), ECDSA (Thuật toán Chữ ký Số Đường cong Elliptic) và DSA (Thuật toán Chữ ký Số). Mỗi thuật toán sử dụng một phương pháp toán học khác nhau, nhưng tất cả đều tạo ra các chữ ký an toàn về mặt mật mã học. Tiêu chuẩn Chữ ký Số của NIST (FIPS 186-5) quy định chính thức cả ba là các thuật toán đã được phê duyệt.

RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

RSA, đặt theo tên những người phát minh ra nó là Ron Rivest, Adi Shamir và Leonard Adleman, những người đã phát triển nó vào năm 1977, là thuật toán chữ ký số được triển khai rộng rãi nhất trong bảo mật doanh nghiệp và web. Tính bảo mật của nó dựa trên độ khó toán học của việc phân tích thừa số các số nguyên tố lớn. RSA là thuật toán tiêu chuẩn cho bảo mật email (S/MIME), ký tài liệu PDF và ký chứng chỉ TLS/SSL trên web. Các tiêu chuẩn bảo mật hiện tại yêu cầu kích thước khóa tối thiểu là 2.048 bit. Sự đánh đổi là kích thước: RSA yêu cầu các khóa lớn hơn đáng kể so với ECDSA cho mức bảo mật tương đương, điều này làm cho nó kém hiệu quả hơn cho việc sử dụng Blockchain nhưng lại chiếm ưu thế trong môi trường doanh nghiệp truyền thống.

ECDSA (Thuật toán chữ ký số đường cong Elliptic)

ECDSA, Thuật toán Chữ ký số Đường cong Elliptic, là thuật toán mà Bitcoin và Ethereum dựa vào, cùng với hầu hết các nền tảng Blockchain lớn khác, để xác thực giao dịch. Hiệu quả của nó là lý do tại sao. ECDSA là một biến thể của DSA sử dụng toán học đường cong elliptic để tạo ra các chữ ký nhỏ hơn, nhanh hơn, có độ bảo mật tương đương so với RSA.

Bitcoin sử dụng ECDSA với đường cong elliptic secp256k1. Các khóa ECDSA 256-bit của Bitcoin cung cấp mức độ bảo mật tương đương với một khóa RSA 3.072-bit, với chi phí lưu trữ và xử lý chỉ bằng một phần nhỏ. Chữ ký nhỏ hơn và khóa nhỏ hơn giúp giảm thiểu chi phí phát sinh cho mọi nút trong mạng lưới blockchain, đó là lý do tại sao các nền tảng blockchain chọn ECDSA thay vì RSA.

ECDSA chỉ là một thuật toán ký. Không nên nhầm lẫn thuật toán này với ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellman), một giao thức trao đổi khóa được xây dựng trên cùng một nền tảng toán học nhưng phục vụ mục đích hoàn toàn khác.

DSA (Digital Signature Algorithm)

DSA (Digital Signature Algorithm - Thuật toán Chữ ký Số) là một tiêu chuẩn chính phủ được NIST phát triển vào năm 1991 và được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống doanh nghiệp và chính phủ cũ. Tính bảo mật của nó dựa trên bài toán logarit rời rạc. DSA ít được sử dụng hơn trong các ứng dụng thương mại hoặc Blockchain hiện đại so với RSA và ECDSA. ECDSA thực chất là một biến thể của DSA được thiết kế lại cho toán học đường cong elliptic, mang lại chức năng ký tương tự với hiệu suất cao hơn đáng kể.

Trong hầu hết các trường hợp sử dụng chuyên môn và pháp lý, câu hỏi quan trọng nhất là liệu chữ ký số có giá trị trước tòa hay không.

Chữ ký số có giá trị pháp lý không?

Vâng, chữ ký số có giá trị pháp lý và có thể thi hành theo pháp luật tại Hoa Kỳ, Liên minh Châu Âu, và hầu hết các khu vực pháp lý lớn khác trên thế giới.

Thông tin trong phần này chỉ dành cho mục đích giáo dục và phản ánh các khung pháp lý chung tính đến ngày xuất bản. Đây không phải là lời khuyên pháp lý. Để được hướng dẫn cụ thể cho khu vực tài phán, loại tài liệu hoặc các yêu cầu của tổ chức bạn, vui lòng tham khảo ý kiến của chuyên gia pháp lý có chuyên môn.

Đạo luật ESIGN (Hoa Kỳ)

Đạo luật Chữ ký Điện tử trong Thương mại Toàn cầu và Quốc gia (Đạo luật ESIGN, 15 U.S.C. § 7001), được ký thành luật vào ngày 30 tháng 6 năm 2000, quy định rằng chữ ký điện tử (bao gồm cả chữ ký số mật mã) không thể bị phủ nhận giá trị pháp lý chỉ vì chúng ở dạng điện tử.

Để một chữ ký số có hiệu lực thi hành theo Đạo luật ESIGN, cần đáp ứng ba điều kiện sau:

1. Ý định ký: Người ký phải có ý định chủ động xác thực tài liệu.
2. Chấp thuận giao dịch điện tử: Các bên phải đồng ý tiến hành kinh doanh điện tử.
3. Liên kết với hồ sơ: Chữ ký phải được liên kết logic với tài liệu đã ký.

Đạo luật ESIGN áp dụng rộng rãi cho các giao dịch thương mại. Một số loại tài liệu được loại trừ khỏi phạm vi áp dụng của đạo luật, bao gồm di chúc, giấy tờ nhận con nuôi, một số lệnh của tòa án và một số tài liệu của chính phủ.

Trong danh mục rộng lớn các chữ ký điện tử mà Đạo luật ESIGN xác nhận, chữ ký số cung cấp mức độ đảm bảo cao nhất và bằng chứng chống chối bỏ mạnh mẽ nhất trong các tranh chấp pháp lý. Thuộc tính chống chối bỏ của chữ ký số, tức là bằng chứng toán học cho thấy chỉ chủ sở hữu Private Key mới có thể tạo ra chữ ký, là cơ sở cho vị thế pháp lý vượt trội của nó khi chữ ký bị thách thức.

Quy định eIDAS (Liên minh Châu Âu)

Quy định về Định danh điện tử, Xác thực và Dịch vụ tin cậy (eIDAS - Quy định của EU 910/2014), có hiệu lực từ năm 2016, điều chỉnh chữ ký điện tử và chữ ký số tại tất cả các quốc gia thành viên Liên minh Châu Âu thông qua một hệ thống ba cấp.

Ba cấp độ là:

1. Chữ ký điện tử đơn giản (SES): Cấp độ cơ bản, bao gồm tên được nhập, chữ ký quét và các chỉ báo điện tử đơn giản khác về ý định của người ký
2. Chữ ký điện tử nâng cao (AdES): Được liên kết bằng mã hóa với người ký; mọi thay đổi trái phép sau khi ký đều có thể được phát hiện
3. Chữ ký điện tử đủ điều kiện (QES): Cấp độ cao nhất, yêu cầu chứng thư số đủ điều kiện từ nhà cung cấp dịch vụ tin cậy được công nhận; có hiệu lực pháp lý tương đương hoàn toàn với chữ ký tay tại tất cả các quốc gia thành viên EU

QES yêu cầu cụ thể cơ chế chữ ký số mật mã. Một thao tác ký bằng cách nhấp chuột đơn giản không đủ điều kiện. eIDAS áp dụng trên toàn các quốc gia thành viên EU; Vương quốc Anh có khuôn khổ tương đương của riêng mình sau khi rời khỏi EU. eIDAS 2.0 hiện đang được phát triển và dự kiến sẽ giới thiệu khuôn khổ Ví định danh số Châu Âu.

Khung pháp lý giải đáp liệu chữ ký số có giá trị pháp lý hay không. Điều còn lại là hiểu rõ chúng bảo vệ những gì, điều này dẫn chúng ta đến hệ sinh thái tài sản kỹ thuật số rộng lớn hơn.

Chữ ký số và Tài sản kỹ thuật số

Tài sản kỹ thuật số là bất kỳ tài sản nào tồn tại dưới dạng kỹ thuật số và có giá trị, bao gồm tiền mã hóa như Bitcoin, NFT, chứng khoán token hóa, hợp đồng kỹ thuật số, giấy phép phần mềm và nội dung số.

Các ví dụ về tài sản kỹ thuật số bao gồm:

• Tiền mã hóa (Bitcoin, Ether, stablecoin)
• Token không thể thay thế (NFT) đại diện cho nghệ thuật số, âm nhạc, đồ sưu tầm và vật phẩm trong game
• Tài sản thế giới thực được mã hóa token: bất động sản, cổ phiếu, hàng hóa và các công cụ tài chính khác được biểu diễn dưới dạng token Blockchain
• Tài liệu và hợp đồng số: các thỏa thuận có giá trị pháp lý dưới dạng số
• Giấy phép phần mềm được xác minh thông qua thông tin xác thực mật mã
• Phương tiện số với quyền sở hữu được ghi lại trên Blockchain

Nếu không có chữ ký số, sẽ không có cách nào đáng tin cậy để chứng minh ai là người sở hữu tiền điện tử, ai đã ủy quyền cho một giao dịch chuyển khoản NFT hoặc liệu một hợp đồng kỹ thuật số có xác thực hay không. Chữ ký số là cơ chế xác thực và xác minh quyền sở hữu cơ bản giúp cho các tài sản kỹ thuật số trở nên đáng tin cậy.

Tóm lại cách thức cơ chế nêu trên được áp dụng trên toàn bộ lĩnh vực tài sản kỹ thuật số:

• Tiền mã hóa: mọi giao dịch được ủy quyền bởi chữ ký số từ khóa riêng tư của ví người gửi; mạng lưới xác thực chữ ký trước khi ghi lại giao dịch
• NFTs: quyền sở hữu được thiết lập khi đúc bởi chữ ký số trên chuỗi của người tạo; mỗi lần chuyển nhượng yêu cầu chữ ký số của chủ sở hữu hiện tại làm ủy quyền
• Hợp đồng thông minh: mọi tương tác với giao thức DeFi hoặc sàn giao dịch NFT yêu cầu một giao dịch được ký số để kích hoạt hợp đồng
• Tài liệu số: được xác thực thông qua chữ ký số dựa trên PKI, ràng buộc danh tính đã được xác minh của người ký với nội dung tài liệu

Chữ ký số cũng là nền tảng cho việc token hóa (quá trình biểu diễn tài sản thế giới thực dưới dạng token blockchain), đảm bảo mọi việc phát hành và chuyển nhượng token đều có bằng chứng ủy quyền có thể xác minh.

Mọi đề cập đến Bitcoin, Ether hoặc các loại tiền điện tử khác trong bài viết này chỉ mang tính minh họa và không cấu thành lời khuyên mua, bán hoặc nắm giữ bất kỳ tài sản kỹ thuật số nào.

Với mức độ phụ thuộc lớn vào chữ ký số, câu hỏi tự nhiên được đặt ra là chúng thực sự an toàn đến mức nào.

Chữ ký số có an toàn không?

Đúng vậy, chữ ký số rất an toàn khi được triển khai đúng cách. Tính bảo mật của chúng dựa trên hai trụ cột: độ mạnh toán học của thuật toán mã hóa và tính bảo mật của Private Key.

Trụ cột 1: Độ mạnh của thuật toán. ECDSA hiện đại với khóa 256-bit và RSA với khóa 2.048-bit hoặc lớn hơn là không khả thi về mặt tính toán để bị bẻ khóa bằng công nghệ máy tính hiện tại hoặc trong tương lai gần. Việc bẻ khóa một trong hai thuật toán thông qua tấn công vét cạn (brute force), mà không có Private Key, không phải là một phương thức tấn công khả thi. NIST tích cực giám sát các tiêu chuẩn này và cập nhật các khuyến nghị khi sức mạnh tính toán ngày càng tiến bộ.

Trụ cột 2: Bảo mật khóa riêng tư. Chữ ký số chỉ an toàn bằng khóa riêng tư. Rủi ro bảo mật thực sự không nằm ở thuật toán; mà là việc lộ khóa riêng tư. Một chữ ký số được triển khai đúng cách sẽ không thể bị giả mạo nếu không có quyền truy cập vào khóa riêng tư của người ký. Nếu khóa riêng tư được giữ bí mật, chữ ký sẽ có tính duy nhất về mặt toán học và không thể bị sao chép.

Nếu một Private Key bị xâm phạm, hậu quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào ngữ cảnh:

• Trong ngữ cảnh PKI/tài liệu: Bất kỳ ai có Private Key của bạn đều có thể ký các tài liệu dưới danh nghĩa của bạn. Hãy báo cáo việc bị lộ khóa cho Cơ quan Chứng thực (CA) của bạn ngay lập tức. CA sẽ thu hồi chứng chỉ kỹ thuật số của bạn, vô hiệu hóa các chữ ký được tạo bằng khóa bị lộ trong tương lai. Các chữ ký được tạo trước thời điểm thu hồi vẫn có hiệu lực; những chữ ký được tạo sau đó sẽ bị nghi vấn.
• Trong ngữ cảnh tiền điện tử: Bất kỳ ai có Private Key của bạn đều có thể chi tiêu tiền của bạn. Không có cơ chế thu hồi trong các hệ thống Blockchain phi tập trung. Nếu Private Key kiểm soát ví tiền điện tử bị đánh cắp, bất kỳ khoản tiền nào được kẻ trộm chuyển đi đều sẽ mất và giao dịch chuyển tiền đó là không thể đảo ngược.

Các bước thực tế để bảo vệ Private Key của bạn:

• Lưu trữ Private Key trong ví cứng hoặc hệ thống quản lý khóa bảo mật, không lưu dưới dạng tệp văn bản thuần túy hoặc bộ nhớ trình duyệt
• Tuyệt đối không chia sẻ hoặc tiết lộ Private Key của bạn cho bất kỳ ai dưới mọi hình thức
• Thu hồi chứng chỉ số của bạn và yêu cầu cấp lại ngay lập tức nếu bạn nghi ngờ bị xâm phạm

Nghiên cứu mật mã hậu lượng tử đang được tiến hành. Máy tính lượng tử hiện tại không thể bẻ khóa ECDSA hoặc RSA, nhưng điều này có thể thay đổi khi công nghệ tiến bộ. NIST đang tích cực phát triển các tiêu chuẩn mật mã hậu lượng tử để giải quyết mối quan tâm dài hạn này.

Cách nhận chữ ký số

Việc sở hữu chữ ký số tùy thuộc vào ngữ cảnh của bạn. Cho dù bạn cần ký các tài liệu pháp lý hay ủy quyền cho các giao dịch blockchain, quy trình thực hiện sẽ khác nhau.

Bối cảnh 1: Tài liệu và Chữ ký số chuyên nghiệp

Việc sở hữu chữ ký số để ký tài liệu yêu cầu phải có chứng thư số từ Tổ chức chứng thực chữ ký số (CA), một tổ chức đáng tin cậy thực hiện xác minh danh tính của bạn và cấp chứng thư. Các bước thực hiện:

1. Chọn một Tổ chức Chứng thực Chữ ký số (CA) hoặc Nền tảng tích hợp. DigiCert, Sectigo, GlobalSign và các CA được sử dụng rộng rãi khác cung cấp các chứng thư ở nhiều mức độ tin cậy khác nhau. Adobe Acrobat Sign và DocuSign cũng cung cấp các dịch vụ chứng thư tích hợp cho quy trình làm việc với tài liệu.
2. Xác minh danh tính của bạn. CA thực hiện Xác minh Danh tính. Quá trình này thay đổi tùy thuộc vào mức độ tin cậy được yêu cầu; các chứng thư có mức độ tin cậy cao hơn sẽ yêu cầu các bước kiểm tra nghiêm ngặt hơn.
3. Nhận chứng thư kỹ thuật số của bạn. CA cấp một chứng thư ở định dạng X.509. Chứng thư này chứa Public Key của bạn, thông tin danh tính đã được xác minh và chữ ký số của chính CA để xác nhận tính hợp lệ của nó. Hãy coi chứng thư này như thẻ căn cước của bạn: nó chứng minh bạn là ai. Chữ ký số là hành động ký, sử dụng danh tính mà thẻ căn cước đó xác nhận.
4. Sử dụng trong phần mềm ký. Cài đặt chứng thư vào Adobe Acrobat, Microsoft Office, DocuSign hoặc phần mềm ký tương đương. Từ thời điểm đó, bạn có thể thực hiện ký số cho bất kỳ tài liệu nào được hỗ trợ.

Hai lưu ý vận hành: chứng chỉ có ngày hết hạn và cần được gia hạn trước khi chúng hết hạn. Các CA cũng có thể thu hồi chứng chỉ nếu một Private Key bị xâm phạm, đây là một ưu điểm của mô hình Hạ tầng Public Key (PKI) so với các phương pháp hoàn toàn phi tập trung.

Để ký một tệp PDF cụ thể: sau khi bạn đã cài đặt chứng chỉ, hãy sử dụng các công cụ chữ ký của Adobe Acrobat để áp dụng chứng chỉ đó. Tệp PDF đã ký sẽ nhúng chứng chỉ của bạn và mã băm (hash) của nội dung tài liệu, giúp khóa tệp để ngăn chặn các thay đổi sau khi ký.

Bối cảnh 2: Tiền điện tử và Blockchain Chữ ký số

Nếu bạn đã có một ví tiền điện tử (MetaMask, ví phần cứng Ledger hoặc Coinbase Wallet), bạn đã có sẵn khả năng ký số. Khi bạn phê duyệt một giao dịch blockchain, phần mềm ví của bạn sẽ sử dụng Private Key của bạn để tạo chữ ký số một cách tự động. Không cần chứng chỉ hoặc CA riêng biệt nào. Mạng lưới blockchain sẽ xử lý việc xác thực thông qua Public Key liên kết với địa chỉ ví của bạn.

Để tìm hiểu thêm về cách các tài sản kỹ thuật số được bảo mật và chuyển giao, hãy xem hướng dẫn của chúng tôi về các nguyên tắc cơ bản của Blockchain.

Các câu hỏi thường gặp về chữ ký số

Chữ ký số là gì và nó hoạt động như thế nào?

Chữ ký số là một cơ chế mã hóa sử dụng Private Key để tạo ra một mã duy nhất nhằm chứng minh danh tính của người ký và xác nhận rằng tài liệu không bị thay đổi kể từ khi ký. Cơ chế này hoạt động qua ba bước: tài liệu được chuyển đổi thành mã băm (hash) bằng hàm băm, Private Key của người ký mã hóa mã băm đó để tạo ra chữ ký số, và người nhận giải mã chữ ký bằng Public Key của người ký rồi so sánh mã băm đã khôi phục với mã băm mới của tài liệu đã nhận. Các mã băm khớp nhau sẽ xác nhận tính xác thực và tính toàn vẹn.

Sự khác biệt giữa chữ ký số và chữ ký điện tử là gì?

Chữ ký điện tử là một danh mục pháp lý rộng bao gồm bất kỳ phương thức điện tử nào thể hiện ý định ký, từ tên gõ máy, ô đánh dấu đã chọn đến chữ ký mật mã. Chữ ký số là một loại chữ ký điện tử cụ thể sử dụng mật mã khóa công khai (public key cryptography) để xác minh danh tính của người ký bằng toán học và phát hiện bất kỳ sự giả mạo nào sau khi ký. Tất cả chữ ký số đều là chữ ký điện tử, nhưng không phải tất cả chữ ký điện tử đều là chữ ký số.

Chữ ký số có ràng buộc pháp lý không?

Vâng, chữ ký số có giá trị pháp lý ràng buộc. Tại Hoa Kỳ, Đạo luật Chữ ký Điện tử trong Thương mại Toàn cầu và Quốc gia (Đạo luật ESIGN, 15 U.S.C. § 7001) quy định rằng chữ ký điện tử (bao gồm cả chữ ký số) không thể bị phủ nhận hiệu lực pháp lý chỉ vì chúng ở dạng điện tử. Tại Liên minh Châu Âu, eIDAS (Quy định EU 910/2014) trao cho Chữ ký Điện tử Đủ điều kiện (Qualified Electronic Signature) cấp cao nhất sự tương đương pháp lý đầy đủ với chữ ký viết tay trên tất cả các quốc gia thành viên EU.

Chữ ký số có thể bị giả mạo không?

Không, nếu không có quyền truy cập vào Private Key của người ký. Việc bẻ khóa thuật toán ECDSA hoặc RSA cơ sở mà không có Private Key là điều bất khả thi về mặt tính toán với công nghệ hiện nay. Rủi ro bảo mật thực sự không nằm ở việc bẻ khóa thuật toán; mà là việc đánh cắp Private Key. Nếu ai đó có được Private Key của bạn, họ có thể tạo ra các chữ ký trông có vẻ hợp lệ, đó là lý do tại sao việc giữ bí mật Private Key là toàn bộ nền tảng của bảo mật chữ ký số.

Bitcoin sử dụng thuật toán mã hóa nào cho chữ ký số?

Bitcoin sử dụng Thuật toán chữ ký số đường cong Elliptic (ECDSA) với đường cong Elliptic secp256k1 để xác thực tất cả các giao dịch Bitcoin. ECDSA đã được chọn bởi vì các khóa 256-bit của nó mang lại mức bảo mật tương đương với một khóa RSA 3.072-bit với kích thước nhỏ hơn nhiều, làm giảm gánh nặng lưu trữ và xử lý trên mỗi nút trong mạng Bitcoin.

Chứng chỉ chữ ký số là gì?

Chứng chỉ chữ ký số (còn gọi là chứng chỉ số hoặc chứng chỉ X.509) là một tài liệu do Tổ chức phát hành chứng chỉ cấp, chứa Public Key của chủ sở hữu và liên kết nó với danh tính đã được xác minh của họ. Khi bạn ký số một tài liệu, chứng chỉ của bạn đi kèm với chữ ký để người nhận có thể xác minh danh tính của bạn bằng Public Key được chứng thực bởi CA. Chứng chỉ số không phải là chữ ký số; chứng chỉ là thông tin xác thực danh tính cho phép xác minh, còn chữ ký là hành động mật mã được thực hiện bằng Private Key của bạn.

Ai cấp chứng chỉ chữ ký số?

Các Tổ chức Chứng thực (CA) cấp các chứng thư số cho phép ký số. CA là một tổ chức đáng tin cậy, xác minh danh tính của người yêu cầu và cấp một chứng thư liên kết danh tính của họ với một Public Key. Các CA nổi tiếng bao gồm DigiCert, Sectigo (trước đây là Comodo CA), GlobalSign và IdenTrust. CA cấp chứng thư; người ký tạo mỗi chữ ký số riêng lẻ bằng Private Key của riêng họ.

Có ba loại chữ ký số nào?

Chữ ký số có thể được phân loại theo hai cách. Theo thuật toán: RSA (Rivest-Shamir-Adleman), ECDSA (Thuật toán Chữ ký số Đường cong Elliptic) và DSA (Thuật toán Chữ ký số). Theo cấp độ đảm bảo pháp lý theo quy định eIDAS của EU: Chữ ký điện tử đơn giản (SES), Chữ ký điện tử nâng cao (AdES) và Chữ ký điện tử đủ điều kiện (QES). Cấp độ QES đặc biệt yêu cầu cơ chế chữ ký số mật mã được hỗ trợ bởi một Tổ chức cấp Chứng thư số được công nhận.