การเข้ารหัสอีเมลด้วย PGP และ GPG

Phil Zimmermann เปิดตัว Pretty Good Privacy ในปี 1991 ทำให้ผู้คนทั่วไปสามารถใช้การเข้ารหัสที่มีความแข็งแกร่งได้เป็นครั้งแรก ในตอนแรก รัฐบาล US สอบสวนเขาในข้อหาส่งออกอาวุธยุทโธปกรณ์โดยไม่มีใบอนุญาต เนื่องจากการเข้ารหัสถูกจัดประเภทเป็นอาวุธ คดีถูกยกเลิกในปี 1996 และ PGP ก็กลายเป็นเทคโนโลยีหมุดหมายสำคัญด้านความเป็นส่วนตัวส่วนบุคคล

PGP ใช้การเข้ารหัสแบบกุญแจไม่สมมาตร โดยคุณจะสร้างคู่กุญแจที่เชื่อมโยงกันทางคณิตศาสตร์ กุญแจสาธารณะสามารถแบ่งปันได้อย่างอิสระ และผู้อื่นใช้กุญแจนี้เพื่อเข้ารหัสข้อความถึงคุณ ส่วนกุญแจส่วนตัวต้องเก็บเป็นความลับ และใช้ถอดรหัสข้อความเหล่านั้น หากสูญเสียกุญแจส่วนตัว ก็จะสูญเสียสิทธิ์เข้าถึงข้อมูลที่เข้ารหัสทั้งหมด

หากต้องการส่งอีเมลที่เข้ารหัสให้ผู้อื่น คุณจะต้องขอกุญแจสาธารณะของบุคคลนั้น แล้วใช้กุญแจดังกล่าวเข้ารหัสข้อความ เฉพาะผู้ถือกุญแจส่วนตัวที่ตรงกันเท่านั้นจึงจะถอดรหัสและอ่านข้อความได้ จริง ๆ แล้ว PGP ใช้การเข้ารหัสแบบผสม: กุญแจเซสชันแบบสุ่มจะเข้ารหัสข้อความด้วยการเข้ารหัสแบบสมมาตร จากนั้นกุญแจเซสชันเองจะถูกเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะของผู้รับ

คุณยังสามารถลงลายเซ็นให้ข้อความโดยใช้กุญแจส่วนตัวของคุณได้ ผู้รับจะตรวจสอบลายเซ็นด้วยกุญแจสาธารณะของคุณ ซึ่งยืนยันได้ทั้งว่าคุณเป็นผู้ส่งและเนื้อหาไม่ได้ถูกแก้ไข การลงลายเซ็นและการเข้ารหัสเป็นการดำเนินการที่แยกจากกัน แต่สามารถใช้ร่วมกันได้ โดยทั่วไปคุณจะลงลายเซ็นก่อนแล้วจึงเข้ารหัส หรือเข้ารหัสก่อนแล้วจึงลงลายเซ็น ขึ้นอยู่กับแบบจำลองภัยคุกคามของคุณ

PGP ไม่ได้พึ่งพาหน่วยงานออกใบรับรอง แต่ใช้เครือข่ายความไว้วางใจ ซึ่งบุคคลต่าง ๆ ลงลายเซ็นให้กุญแจสาธารณะของกันและกันเพื่อรับรองความถูกต้อง หาก Alice ไว้วางใจ Bob และ Bob ลงลายเซ็นให้กุญแจของ Carol แล้ว Alice ก็สามารถมีความไว้วางใจทางอ้อมต่อกุญแจของ Carol ได้ รูปแบบนี้ทำงานได้ดีในชุมชนด้านเทคนิค แต่เริ่มต้นใช้งานได้ยากสำหรับผู้ใช้ทั่วไป

เครื่องมือรักษาความเป็นส่วนตัวของ GNU ซึ่งมักเรียกว่า GPG หรือ GnuPG เป็นการนำมาตรฐาน OpenPGP ไปใช้งานแบบโอเพนซอร์สโดยไม่คิดค่าใช้จ่าย เครื่องมือนี้ทำงานบน Linux, macOS และ Windows และมีทั้งอินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่งกับไลบรารีสำหรับผนวกรวมความสามารถ PGP เข้ากับแอปพลิเคชัน ปัจจุบัน GPG เป็นเครื่องมือมาตรฐานโดยพฤตินัยสำหรับการดำเนินการกับ OpenPGP

การเรียกใช้ gpg --full-generate-key จะนำคุณผ่านขั้นตอนการเลือกอัลกอริทึม ขนาดกุญแจ และวันหมดอายุ Ed25519 เป็นตัวเลือกสมัยใหม่สำหรับการลงลายเซ็น ส่วน Curve25519 ใช้สำหรับการเข้ารหัส คุณต้องตั้งวลีรหัสผ่านเพื่อปกป้องกุญแจส่วนตัวที่จัดเก็บไว้ในดิสก์ กระบวนการสร้างจะรวบรวมข้อมูลสุ่มจากกิจกรรมของระบบเพื่อให้แน่ใจว่าค่าที่ได้มีความสุ่ม

หลังจากสร้างคู่กุญแจแล้ว คุณสามารถส่งออกกุญแจสาธารณะด้วย gpg --armor --export your@email.com แล้วแบ่งปันบล็อกข้อความที่ได้ ผู้รับจะนำเข้าโดยใช้ gpg --import คุณสามารถวางกุญแจสาธารณะไว้บนเว็บไซต์ ในลายเซ็นอีเมล หรือบนเซิร์ฟเวอร์กุญแจได้ อย่าแบ่งปันไฟล์กุญแจส่วนตัวของคุณโดยเด็ดขาด

เซิร์ฟเวอร์กุญแจอย่าง keys.openpgp.org และ keyserver.ubuntu.com ช่วยให้ผู้คนเผยแพร่และค้นหากุญแจสาธารณะได้ คุณอัปโหลดกุญแจด้วย gpg --keyserver keys.openpgp.org --send-keys YOURKEYID ส่วน keys.openpgp.org รุ่นใหม่กำหนดให้ยืนยันอีเมลก่อนเผยแพร่ เพื่อลดปัญหาการอัปโหลดกุญแจปลอมสำหรับที่อยู่อีเมลของผู้อื่น

หากต้องการเข้ารหัสไฟล์ ให้ใช้ gpg --encrypt --recipient recipient@email.com --armor file.txt ซึ่งจะสร้าง file.txt.asc หากต้องการถอดรหัส ให้ใช้ gpg --decrypt file.txt.asc สำหรับอีเมล เครื่องมืออย่าง Thunderbird ที่มีการรองรับ OpenPGP ในตัว หรือส่วนเสริม Enigmail จะผนวกรวม GPG เข้ากับหน้าต่างเขียนอีเมลโดยตรง และจัดการค้นหากุญแจกับการเข้ารหัสให้โดยอัตโนมัติ

การเข้ารหัส PGP ปกป้องเนื้อความของข้อความ แต่ช่องถึง จาก เรื่อง และวันที่ยังคงเป็นข้อความที่อ่านได้โดยไม่ต้องถอดรหัส การจัดการกุญแจมีความซับซ้อน เพราะผู้ใช้ต้องค้นหา ตรวจสอบ และไว้วางใจกุญแจของผู้รับ เซิร์ฟเวอร์จดหมายไม่สามารถค้นหาหรือทำดัชนีอีเมลที่เข้ารหัสได้ อุปสรรคด้านการใช้งานเหล่านี้จำกัดการนำ PGP ไปใช้ภายนอกชุมชนด้านเทคนิค แม้จะมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่แข็งแกร่ง

PGP ให้การเข้ารหัสตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทางและลายเซ็นดิจิทัลสำหรับอีเมล โดยใช้คู่กุญแจสาธารณะและกุญแจส่วนตัว GPG คือการนำไปใช้งานแบบโอเพนซอร์สโดยไม่คิดค่าใช้จ่าย เครือข่ายความไว้วางใจมาแทนที่ CA แบบรวมศูนย์ กุญแจสาธารณะสามารถแบ่งปันบนเซิร์ฟเวอร์กุญแจได้ ส่วนกุญแจส่วนตัวต้องได้รับการปกป้องด้วยวลีรหัสผ่านที่รัดกุม การใช้งานยังคงเป็นอุปสรรคหลักต่อการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย