Trong lĩnh vực tiền mã hóa, Private Key và Public Key đóng vai trò quan trọng trong việc bảo mật và xác thực giao dịch. Private Key được ví như “chìa khóa” giúp bạn kiểm soát tài sản số của mình, trong khi Public Key lại giống như “địa chỉ” để nhận tài sản.
Vậy Private Key là gì? Nó hoạt động ra sao? Và sự khác biệt giữa Private Key và Public Key là gì? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này để hiểu rõ hơn về cơ chế bảo mật trong tiền mã hóa cũng như cách bảo vệ tài sản số một cách an toàn nhất.
1. Private Key là gì?
Trong lĩnh vực crypto, Private Key là mã chữ số do ví tiền điện tử tạo ra. Nó được sử dụng để ủy quyền cho các giao dịch và chứng minh quyền sở hữu tài sản trên blockchain.
Private Key là gì?
Private Key là một phần không thể thiếu của tiền điện tử và các đặc tính được mã hóa của nó giúp bảo vệ người dùng khỏi kẻ cắp và truy cập trái phép vào tài sản của họ. Private Key là một chuỗi dài các bit được tạo ngẫu nhiên, thường có dạng mã chữ và số. Nhờ độ dài và tính ngẫu nhiên, Private Key rất khó đoán.
Không giống như Public Key, Private Key không được công khai. Người sở hữu Private Key, thường là bên nhận trong một giao dịch hoặc tin nhắn, sẽ giữ bí mật và sử dụng nó để giải mã dữ liệu đã được mã hóa bằng Public Key. Điều này đảm bảo rằng chỉ những bên có thẩm quyền mới có thể truy cập vào dữ liệu được bảo vệ.
Độ bảo mật, độ phức tạp và độ dài của Private Key rất quan trọng. Nếu một hacker có thể đoán hoặc bẻ khóa thành công Private Key thông qua tấn công brute-force (thử nhiều khả năng cho đến khi tìm ra khóa đúng), họ có thể chiếm quyền truy cập dữ liệu được mã hóa và tài sản trong ví của bạn.
2. Private Key được sử dụng để làm gì?

Private Key chủ yếu được sử dụng để giải mã dữ liệu, và trong một số trường hợp, nó cũng có thể được dùng để mã hóa dữ liệu.
- Trong mã hoá đối xứng (symmetric encryption), cùng một khóa được sử dụng để mã hóa và giải mã thông tin.
- Trong mã hoá bất đối xứng (asymmetric encryption), dữ liệu được mã hóa bằng Public Key nhưng chỉ có thể giải mã bằng Private Key.
Ngoài ra, Private Key còn có một vai trò quan trọng trong chữ ký số (digital signatures). Người dùng có thể sử dụng Private Key để tạo chữ ký số, giúp xác thực danh tính của họ trong giao dịch. Bên nhận có thể kiểm tra chữ ký số này bằng Public Key tương ứng để xác minh tính hợp lệ.
Trong lĩnh vực tiền mã hóa, Private Key là yếu tố cốt lõi giúp tạo, lưu trữ và trao đổi giá trị số. Khi mua tiền mã hóa, người dùng sẽ nhận được:
- Public Key: Có thể chia sẻ với người khác để gửi/nhận tài sản.
- Private Key: Chỉ người sở hữu mới có quyền truy cập và quản lý ví của họ.
Nếu mất quyền kiểm soát Private Key, bạn có thể mất toàn bộ tài sản tiền mã hóa bên trong ví. Do đó, Private Key cần được bảo vệ bằng các phương pháp an toàn như:
- Lưu trữ trên thiết bị không kết nối mạng (cold storage).
- Ghi chép và cất giữ ở nơi an toàn.
3. Ứng dụng của Private Key trong lĩnh vực crypto

Hệ thống Public Key và Private Key là một trong những đột phá về mật mã giúp tiền kỹ thuật số trở nên khả thi và an toàn. Dưới đây là cách chúng hoạt động.
Tiền mã hóa hoạt động dựa trên hệ thống khóa và địa chỉ kỹ thuật số số để xác định quyền sở hữu và kiểm soát tài sản kỹ thuật số.
- Public key giống như một địa chỉ nhận tiền. Bạn có thể chia sẻ Public key một cách an toàn với người khác để họ gửi tiền cho bạn.
- Private key hoạt động như một mật khẩu bí mật. Chỉ người sở hữu ví được biết và đóng vai trò như danh tính kỹ thuật số của họ. Khóa này cho phép thực hiện các giao dịch như chi tiêu, rút token, chuyển token và các hoạt động khác trên blockchain.
Bất kỳ ai cũng có thể gửi tiền mã hóa vào một địa chỉ công khai, nhưng chỉ người nắm giữ Private Key duy nhất mới có thể rút tài sản từ tài khoản đó. Chính vì vậy, việc bảo vệ Private Key khỏi bị mất hoặc đánh cắp là điều vô cùng quan trọng.
Các loại tiền mã hóa như Bitcoin và Ethereum hoạt động theo mô hình phi tập trung — có nghĩa là không có ngân hàng hay tổ chức nào đứng giữa để giữ tiền kỹ thuật số của bạn. Thay vào đó, tiền mã hóa được phân phối trên một mạng lưới máy tính thông qua công nghệ blockchain. Một đặc điểm của blockchain là tính minh bạch, tất cả thông tin về Public Key và giao dịch đều có thể được bất kỳ ai xem.
Thông qua các phép toán phức tạp, Public Key của bạn thực chất được tạo ra từ Private Key, khiến chúng trở thành một cặp khóa khớp với nhau. Khi bạn thực hiện một giao dịch bằng Public Key, bạn xác minh rằng đó thực sự là bạn bằng cách sử dụng Private Key.
Mặc dù mọi thứ đều công khai, nhưng hệ thống vẫn đảm bảo tính ẩn danh — bạn không cần cung cấp tên, địa chỉ hoặc bất kỳ thông tin cá nhân nào để sử dụng tiền mã hóa.
Lấy Bitcoin làm ví dụ. Mặc dù bất kỳ ai cũng có thể theo dõi khi Bitcoin được mua, bán hoặc sử dụng, nhưng chỉ người nắm giữ Private Key mới có thể thực hiện các giao dịch đó.
4. Cách hoạt động của Private Key
Private Key có thể được sử dụng trong mã hóa đối xứng, nơi cùng một Private Key được dùng để mã hóa và giải mã một tin nhắn. Quá trình này bao gồm các bước sau:
- Tạo Private Key: Trước khi mã hóa, cần tạo một khóa mới có độ ngẫu nhiên cao nhất có thể. Phần mềm mã hóa thường được sử dụng để tạo Private Key.
- Lưu trữ Private Key một cách an toàn: Sau khi tạo, Private Key phải được lưu trữ an toàn. Tùy thuộc vào ứng dụng, Private Key có thể được lưu trữ ngoại tuyến hoặc trên máy tính được sử dụng để tạo, mã hóa và giải mã dữ liệu. Private Key có thể được bảo vệ bằng mật khẩu hoặc được mã hóa để bảo mật. Cả ba phương pháp đều có thể được sử dụng để lưu trữ Private Key an toàn.
- Chia sẻ Private Key: Private Key phải được chia sẻ an toàn với các bên đáng tin cậy để họ có thể giải mã dữ liệu. Phần mềm mã hóa thường được sử dụng để tự động hóa quá trình này.
- Quản lý Private Key: Để giảm nguy cơ bị rò rỉ Private Key, cần có quy trình thay đổi Private Key sau một khoảng thời gian nhất định. Điều này ngăn chặn việc một Private Key bị sử dụng quá lâu, giảm khả năng tin tặc có thể đoán hoặc đánh cắp Private Key. Quản lý Private Key là một quy trình hệ thống để vô hiệu hóa các Private Key cũ khi chúng hết hạn sử dụng.
Ngoài ra, Private Key cũng được sử dụng trong mã hóa bất đối xứng. Trong phương pháp này, Private Key là một phần của cặp Public Key – Private Key. Nó được dùng để giải mã dữ liệu đã được mã hóa bằng Public Key tương ứng. Quy trình cụ thể như sau:

- Tạo cặp Public Key – Private Key: Phần mềm mã hóa thường được sử dụng để tạo ra cặp khóa. Việc tạo khóa yêu cầu một nguồn ngẫu nhiên, chẳng hạn như chuyển động chuột. Độ ngẫu nhiên của Private Key rất quan trọng vì nó đảm bảo tính khó đoán, giúp ngăn chặn việc kẻ tấn công có thể đoán ra khóa ngay cả khi họ biết Public Key.
- Lưu trữ Private Key một cách an toàn: Tương tự như trong mã hóa đối xứng, Private Key phải được bảo vệ nghiêm ngặt. Nó có thể được lưu trữ ngoại tuyến hoặc trên máy tính dùng để tạo và xử lý mã hóa. Private Key nên được bảo vệ bằng mật khẩu, mã hóa để tăng cường bảo mật.
- Chia sẻ khóa: Trong mã hóa bất đối xứng, không nên chia sẻ Private Key với bất kỳ ai. Thay vào đó, Public Key được sử dụng để chia sẻ các khóa phiên (session key) dùng cho mã hóa đối xứng. Các giao thức hạ tầng Public Key (PKI) cũng được sử dụng để xác thực và chia sẻ Public Key giữa các bên liên quan.
- Sử dụng Private Key: Người nhận hợp pháp của tin nhắn sẽ dùng Private Key của họ để giải mã dữ liệu đã được mã hóa bằng Public Key tương ứng. Chỉ người nắm giữ Private Key mới có thể giải mã dữ liệu, đảm bảo tính bảo mật và toàn vẹn của tin nhắn hoặc giao dịch. Trong chữ ký số, chủ sở hữu khóa sẽ sử dụng Private Key để mã hóa chữ ký. Bất kỳ ai có Public Key đều có thể giải mã và xác minh rằng chữ ký đó được tạo bởi đúng chủ sở hữu Private Key.
- Quản lý Private Key: Cặp Public Key – Private Key thường có thời hạn sử dụng. Việc quản lý khóa rất quan trọng để duy trì quyền truy cập vào dữ liệu được bảo vệ bởi cặp khóa này. Ví dụ, nếu chứng chỉ Public Key hết hạn, trình duyệt có thể cảnh báo rằng trang web không an toàn. Vì vậy, cần lưu trữ Private Key với mức bảo mật cao nhất, đồng thời quản lý cặp Public Key để tránh rủi ro bị lộ hoặc hết hạn sử dụng.
5. Ưu điểm của mã hóa bằng Private Key
5.1. Ưu điểm của mã hóa bằng Private Key
Mã hóa bằng Private Key mang lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm:
- Bảo mật cao hơn: Private Key, đặc biệt là những khóa dài và có độ ngẫu nhiên cao giúp bảo vệ dữ liệu và giao dịch khỏi các cuộc tấn công brute-force hoặc tấn công từ điển (dictionary attack).
- Tốc độ xử lý nhanh hơn: Trong mã hóa đối xứng, cùng một khóa được sử dụng để mã hóa và giải mã dữ liệu, giúp quá trình này nhanh hơn nhiều so với mã hóa bất đối xứng (dùng cặp Public Key – Private Key), vốn đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán hơn.
- Hiệu quả cao trong mã hóa dữ liệu: Hầu hết các quy trình mã hóa hiện nay sử dụng mã hóa bằng Private Key để bảo mật dữ liệu truyền tải. Public Key thường chỉ được dùng để chia sẻ Private Key một cách an toàn.
- Hỗ trợ cả mã hóa dòng và mã hóa khối: Các thuật toán mã hóa bằng Private Key có thể chia thành hai loại chính:
- Mã hóa khối (Block cipher): Áp dụng thuật toán và Private Key lên một khối dữ liệu cùng lúc.
- Mã hóa dòng (Stream cipher): Áp dụng thuật toán và Private Key lên từng bit dữ liệu một cách tuần tự.
- Cả hai phương pháp này đều được sử dụng rộng rãi trong bảo mật dữ liệu.
5.2. Thách thức trong việc quản lý Private Key
Mức độ bảo mật của mã hóa phụ thuộc vào việc chọn thuật toán mạnh và duy trì an toàn vận hành ở mức cao. Độ dài và độ ngẫu nhiên của khóa cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính bảo mật. Để bảo vệ dữ liệu hiệu quả, cần có một hệ thống quản lý khóa chặt chẽ, cả trong mã hóa đối xứng và bất đối xứng.
Tuy nhiên, việc sử dụng Private Key cũng đi kèm với một số thách thức:
- Quản lý khóa phức tạp: Cần có hệ thống quản lý khóa chặt chẽ để tránh mất mát, hỏng hóc hoặc truy cập trái phép vào khóa mã hóa.
- Cập nhật liên tục: Private Key, đặc biệt là những khóa dùng để bảo vệ dữ liệu quan trọng, nên được thay đổi định kỳ nhằm giảm thiểu rủi ro bị lộ hoặc bị đánh cắp.
- Khả năng khôi phục và rủi ro mất dữ liệu: Nếu Private Key bị mất hoặc không thể truy cập được, toàn bộ dữ liệu đã được mã hóa bằng khóa đó có thể trở nên không thể khôi phục và mất vĩnh viễn.
6. Sự khác biệt giữa Private Key và Public Key

Mã hóa bất đối xứng sử dụng cặp Public Key và Private Key. Hai khóa này khác nhau nhưng có mối liên kết chặt chẽ. Chúng được sử dụng trong quá trình mã hóa để chuyển đổi văn bản thuần (plaintext) thành văn bản mã hóa (ciphertext) và trong quá trình giải mã để khôi phục văn bản mã hóa về dạng ban đầu.
Khi Public Key được sử dụng để mã hóa dữ liệu, dữ liệu đó chỉ có thể được giải mã bằng Private Key. Phương pháp này cho phép bất kỳ ai có quyền truy cập vào Public Key đều có thể mã hóa tin nhắn, trong khi chỉ người giữ Private Key mới có thể giải mã và đọc được nội dung.
Khi Private Key được sử dụng để mã hóa dữ liệu, dữ liệu đó có thể được giải mã bằng Public Key. Cách này thường được áp dụng trong chữ ký số. Nếu một thông điệp được mã hóa bằng Private Key, thì chỉ Public Key tương ứng mới có thể giải mã được. Điều này chứng minh rằng thông điệp thực sự được gửi từ chủ sở hữu Private Key, giúp xác thực danh tính và đảm bảo tính toàn vẹn của chữ ký số.
Public Key được cung cấp công khai trong các kho lưu trữ có thể truy cập bởi bất kỳ ai cần sử dụng. Trong khi đó, Private Key là bí mật và chỉ chủ sở hữu cặp khoá mới có thể truy cập được. Trong phương pháp này, bất cứ thứ gì được mã hóa bằng Public Key đều yêu cầu Private Key liên quan để giải mã và ngược lại. Mã hóa bất đối xứng thường được sử dụng để bảo mật các kênh truyền thông, chẳng hạn như email và thương mại điện tử.
7. Sự khác biệt giữa Private Key và mật khẩu
Private Key có những điểm tương đồng với mật khẩu:
- Chúng phải được giữ bí mật để đảm bảo an toàn.
- Chúng giới hạn quyền truy cập vào dữ liệu (đối với Private Key) hoặc tài nguyên (đối với mật khẩu).
- Độ mạnh của chúng phụ thuộc vào độ dài và tính ngẫu nhiên.
Tuy nhiên, có một số điểm khác biệt giữa mật khẩu và Private Key.
Mật khẩu thường chỉ bao gồm các ký tự có thể nhập từ bàn phím máy tính, trong khi khóa mã hóa có thể là bất kỳ chuỗi bit nào. Những chuỗi này có thể được hiển thị dưới dạng ký tự mà con người có thể đọc được nếu cần thiết. Chính sự phức tạp vốn có của Private Key giúp chúng có khả năng bảo vệ dữ liệu và giao dịch tốt hơn mật khẩu.
Hầu hết mật khẩu đều do người dùng tự chọn, mặc dù các mật khẩu được tạo tự động ngày càng phổ biến, đặc biệt là trên các trang web. Trong khi đó, Private Key được tạo tự động bởi một hệ thống kỹ thuật số, chẳng hạn như ví tiền điện tử hoặc phần mềm tạo số ngẫu nhiên giả (PRNG). Đối với chữ ký số, chủ sở hữu chứng chỉ tạo Private Key khi họ gửi yêu cầu ký chứng chỉ từ máy chủ hoặc thiết bị của mình để lấy chứng chỉ Secure Sockets Layer/Transport Layer Security (SSL/TLS).
Một khác biệt nữa là mật khẩu có thể – và thường – được sử dụng lại cho nhiều giao dịch hoặc tài khoản khác nhau, điều này khiến chúng trở nên kém an toàn. Trong khi đó, Private Key thường xuyên được thay đổi bằng hệ thống quản lý Private Key, giúp ngăn chặn việc sử dụng lại. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi hacker đoán được một Private Key đã sử dụng trước đó, hệ thống vẫn không bị xâm phạm.
Quản lý Private Key bao gồm các quy trình tạo, lưu trữ, xử lý và thay đổi khóa. Những nhiệm vụ này khiến toàn bộ quy trình trở nên phức tạp nhưng cần thiết. Trong khi đó, quản lý mật khẩu hiếm khi phức tạp như vậy, vì hầu hết các hệ thống đều cung cấp các phương thức dễ dàng để khôi phục hoặc thay đổi mật khẩu.
8. 2 yếu tố quan trọng để tạo Private Key an toàn
Độ dài và tính ngẫu nhiên là hai yếu tố quan trọng trong việc tạo và bảo mật Private Key.
8.1. Độ dài
Độ dài của một khóa mã hóa cần đủ lớn để chống lại các cuộc tấn công brute-force, tùy thuộc vào thuật toán mã hóa đang được sử dụng. Khi máy tính ngày càng mạnh mẽ hơn, độ dài của khóa mã hóa cũng phải tăng lên để duy trì tính bảo mật.
Trước đây, các trình duyệt web chỉ sử dụng khóa 40-bit để bảo vệ dữ liệu, nhưng ngày nay, độ dài này không còn đủ an toàn. Năm 2015, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) khuyến nghị độ dài tối thiểu là 2,048 bit đối với mã hóa Rivest-Shamir-Adleman (RSA). Độ dài khóa RSA có thể lên đến 4,096 bit, khiến RSA trở thành một trong những thuật toán mã hóa bất đối xứng mạnh nhất hiện nay.
8.2. Tính ngẫu nhiên
Ngoài độ dài, tính ngẫu nhiên cũng đóng vai trò quan trọng trong độ mạnh của Private Key. Private Key càng ngẫu nhiên, việc đoán ra nó càng khó, và các bên không được ủy quyền càng khó bẻ khóa mã hóa.
Phần mềm thương mại thường sử dụng hệ thống tạo số ngẫu nhiên giả (PRNG) để tạo Private Key. Tuy nhiên, đầu ra của PRNG không thực sự ngẫu nhiên, và kẻ tấn công có thể tìm cách đánh bại nó.
Hệ thống tạo số ngẫu nhiên thực (TRNG) cần sử dụng các phương pháp vật lý, chẳng hạn như tung đồng xu, xúc xắc. Ví dụ, chương trình mã hóa Public Key Pretty Good Privacy (PGP) yêu cầu người dùng di chuyển chuột ngẫu nhiên để tạo ra tính ngẫu nhiên cho cặp khóa mới.
9. Nên lưu trữ Private Key của bạn ở đâu?
Giống như mật khẩu, việc bảo vệ Private Key là vô cùng quan trọng. Có hai cách phổ biến để lưu trữ chúng:
9.1. Lưu trữ trực tuyến trong ví tiền mã hóa
Phương án đơn giản và thuận tiện nhất cho hầu hết mọi người là sử dụng ví tiền mã hóa trực tuyến để quản lý Private Key. Đây được gọi là ví nóng (hot wallet) vì Private Key của bạn được lưu trữ trên Internet. Điều này giúp bạn có thể mua, bán hoặc sử dụng tiền mã hóa một cách nhanh chóng và dễ dàng như khi thanh toán bằng thẻ tín dụng trực tuyến.
Khi chọn ví nóng, hãy ưu tiên các nhà cung cấp có danh tiếng lâu năm về bảo mật và hỗ trợ các tính năng an toàn như xác thực hai yếu tố (2FA).
9.2. Lưu trữ ngoại tuyến ở nơi an toàn
Một số nhà đầu tư chọn cách lưu trữ Private Key trên một máy tính không có kết nối Internet, ghi ra giấy, hoặc thậm chí ghi nhớ trong đầu. Đây được gọi là lưu trữ lạnh (cold storage). Phương pháp này giúp bảo vệ Private Key khỏi các cuộc tấn công trực tuyến, nhưng lại khiến việc sử dụng tiền mã hóa trở nên bất tiện hơn và tiềm ẩn những rủi ro khác, chẳng hạn như mất hoặc quên khóa.
Tùy vào nhu cầu sử dụng và mức độ ưu tiên giữa bảo mật và tiện lợi, bạn có thể chọn phương thức lưu trữ phù hợp nhất cho mình.