การเข้ารหัส คือการฝึกฝนและการศึกษาเทคนิคสำหรับการสื่อสารที่ปลอดภัยต่อหน้าบุคคลที่สามที่เรียกว่าฝ่ายตรงข้าม วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้มั่นใจถึงความเป็นส่วนตัว การรับรองความถูกต้อง ความสมบูรณ์ และการไม่ปฏิเสธข้อความหรือข้อมูล
ศิลปะแห่งการเข้ารหัสนั้นเก่าแก่พอๆ กับการเขียนนั่นเอง เริ่มแรกใช้เพื่อให้แน่ใจว่าเฉพาะผู้รับที่ต้องการเท่านั้นที่สามารถเข้าใจเนื้อหาของข้อความได้ ชาวอียิปต์โบราณ ชาวกรีก และชาวโรมันได้พัฒนาและใช้เทคนิคการเข้ารหัส ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือ รหัสซีซาร์ ซึ่งเป็นรหัสแทนที่โดยที่ตัวอักษรแต่ละตัวในข้อความธรรมดาจะถูกเลื่อนตำแหน่งจำนวนหนึ่งลงไปตามตัวอักษร
อัลกอริธึมการเข้ารหัสมีสองประเภทหลัก:
การเข้ารหัส เป็นกระบวนการแปลงข้อความธรรมดาเป็นข้อความไซเฟอร์เท็กซ์ ซึ่งใครๆ ก็ไม่สามารถอ่านได้ยกเว้นเจ้าของคีย์ การถอดรหัส เป็นกระบวนการย้อนกลับ โดยเปลี่ยนไซเฟอร์เท็กซ์กลับเป็นข้อความธรรมดาที่อ่านได้ ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์สามารถแสดงได้เป็น:
โครงสร้างพื้นฐานคีย์สาธารณะ เป็นเฟรมเวิร์กในการจัดการใบรับรองดิจิทัลและการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ ช่วยให้ผู้ใช้เครือข่ายสาธารณะที่ไม่ปลอดภัย เช่น อินเทอร์เน็ต สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลได้อย่างปลอดภัยและเป็นส่วนตัว
ฟังก์ชันแฮชเป็นอัลกอริธึมการเข้ารหัสชนิดหนึ่งที่สร้างสตริงไบต์ขนาดคงที่ (เรียกว่าแฮช) จากข้อมูลอินพุตทุกขนาด ใช้เพื่อรับรองความสมบูรณ์ของข้อมูล ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคืออัลกอริทึม SHA-256 ที่ใช้ในการขุด Bitcoin
ลายเซ็นดิจิทัล เป็นเทคนิคการเข้ารหัสที่ช่วยให้มั่นใจถึงที่มาและความสมบูรณ์ของการสื่อสารหรือเอกสารดิจิทัล ลายเซ็นดิจิทัลถูกสร้างขึ้นโดยใช้คีย์ส่วนตัวและสามารถตรวจสอบได้โดยใครก็ตามที่มีคีย์สาธารณะที่เกี่ยวข้อง
การเข้ารหัสลับ คือการศึกษาการวิเคราะห์ระบบข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจแง่มุมที่ซ่อนอยู่ของระบบ ใช้เพื่อละเมิดระบบรักษาความปลอดภัยแบบเข้ารหัสและเข้าถึงเนื้อหาของข้อความที่เข้ารหัส
การเข้ารหัสมีแอปพลิเคชันที่หลากหลาย รวมถึงการรักษาความปลอดภัยการสื่อสารที่เป็นความลับ การปกป้องข้อมูลบนอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล การปรับปรุงความปลอดภัยของเว็บและเครือข่าย การรักษาความปลอดภัยธุรกรรมทางการเงินทางอิเล็กทรอนิกส์ และการรับรองความสมบูรณ์และความถูกต้องของลายเซ็นดิจิทัลและใบรับรอง
ด้วยความก้าวหน้าของพลังการประมวลผล เช่น การคำนวณควอนตัม เทคนิคการเข้ารหัสในปัจจุบันเผชิญกับความท้าทายใหม่ๆ นักเข้ารหัสกำลังทำงานอย่างแข็งขันเพื่อพัฒนาอัลกอริธึมใหม่ที่สามารถทนต่อพลังการคำนวณของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
