คุณสมบัติของการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายที่มีคุณภาพ

1. การส่งข้อมูล (Delivery) จะต้องเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่าข้อมูลหรือสาร ๆ ที่ส่งไปจากต้นทางจะต้องถึงผู้รับสารหรือปลายทางของข้อมูลอย่างถูกต้องและครบถ้วนสมบูรณ์ และข้อมูลจะต้องถึงผู้รับที่ถูกกำหนดไว้เท่านั้น
2. ความถูกต้อง (Accuracy) ความถูกต้องของข้อมูลก็เป็นอีกคุณสมบัติหนึ่งที่สำคัญอย่างยิ่งที่ผู้ส่งจะต้องให้ความสำคัญ โดยข้อมูลที่ส่งไปนั้นจะต้องมีความถูกต้องเหมือนกับข้อมูลต้นทางที่ส่งไป ทั้งนี้เพราะในช่วงการส่งข้อมูลนั้นมีการเปลี่ยนรูปแบบสัญญาณในลักษณะต่าง ๆ เช่น เปลี่ยนจากสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัล ทั้งนี้ควรมีการเข้ารหัสเพื่อการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลซึ่งจำเป็นต้องมีการยืนยันความถูกต้องในการส่งข้อมูล เพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งข้อมูลส่งและได้รับข้อมูลที่ถูกต้องเหมือนกัน
3. ความตรงต่อเวลา (Timeliness) เนื่องจากข้อมูลที่มีการรับส่งกันผ่านระบบเครือข่ายนั้น มีความจำเป็นที่จะต้องส่งและรับได้ตามกำหนดเวลาที่กำหนดไว้เพื่อไม่ให้เกิดผลกระทบในการใช้ข้อมูล และจะต้องปราศจากการประวิงเวลาที่ผิดปกติ
4. ความไม่สม่ำเสมอ (Jitter) คือ การเปลี่ยนแปลงเวลาในการส่งถ่ายข้อมูล คุณสมบัติในการส่งถ่ายข้อมูลที่ดีจะต้องมีความสม่ำเสมอของเวลาและจำนวนของข้อมูล เพื่อให้การนำข้อมูลไปใช้ประโยชน์เกิดขึ้นได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ

ภาพองค์ประกอบของการสื่อสาร
ที่มา Forouzan, Behrouz A. (2007). Data communications and networking. หน้า 4.

องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล

        องค์ประกอบขั้นพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลที่เหมาะสมและมีคุณภาพ    สามารถจำแนกออกเป็นส่วนประกอบที่สำคัญได้ดังต่อไปนี้

1. ผู้ส่งข่าวสารหรือข้อมูล (sender) ซึ่งเป็นต้นทางของข้อมูลอาจเป็นได้ทั้งบุคคล หรือจะเป็นอุปกรณ์ในการส่งข้อมูลก็ได้ เช่น คอมพิวเตอร์ รีโมท ทั้งนี้ ผู้ส่งสารจะเป็นผู้ที่เตรียมข้อมูลและเป็นผู้ส่งข้อมูลหรือสารไปยังผู้รับ

2. ข้อมูลหรือสาร (message) เป็นองค์ประกอบสำคัญในการสื่อสาร สารหรือข้อมูลที่ส่งไปนั้นอาจเป็นข้อมูลหรือสารสนเทศในรูปแบบที่แตกต่างกันออกไป ข้อมูลเหล่านั้นอาจเป็นสัญญาณต่าง ๆ เช่น ข้อมูลรูปภาพข้อมูลตัวเลข ข้อมูลเสียง ข้อมูลวิดิทัศน์ หรือสื่อประสมต่าง ๆ เป็นต้น ทั้งนี้ ในอดีตในการติดต่อสื่อสารสมัยก่อนอาจจะใช้แสงไฟ ควันไฟ หรือท่าทางต่าง ๆ ก็นับว่าเป็นแหล่งกำเนิดข่าวสาร  จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน

3. ผู้รับข้อมูลหรือสาร (Receiver) ซึ่งเป็นจุดหมายปลายของสารที่ผู้ส่งสารส่งมาถึง ในทำนองเดียวกันผู้รับข้อมูลหรือสารไม่จำเป็นจะต้องเป็นมนุษย์เสมอไป อาจเป็นอุปกรณ์รับสัญญาณชนิดต่าง ๆ ก็ได้ เช่น เครื่องรับสัญญาณ เสารับสัญญาณ เป็นต้น ทั้งนี้ในระบบที่มีคุณภาพ การติดต่อสื่อสารจะบรรลุวัตถุประสงค์ ผู้รับจะได้รับข้อมูลหรือสารนั้น ๆได้ถูกต้องและครบถ้วนสมบูรณ์ ในทางตรงกันข้ามหาก ผู้รับไม่ได้รับข้อมูลหรือสารนั้นๆ หรือได้รับไม่ถูกต้องไม่ครบถ้วน ก็แสดงว่าการสื่อสารนั้นไม่ประสบความสำเร็จ กล่าวคือไม่มีการสื่อสารเกิดขึ้นนั่นเอง

4. สื่อกลางในการส่งข้อมูลหรือสาร (Transmission Media) ในที่นี้อาจจะหมายถึงสื่อกลางหรือตัวกลางในการนำข้อมูลหรือสารจากผู้ส่งไปยังผู้รับได้อย่างถูกต้อง เช่น การสื่อสารของคนที่อาจกล่าวได้ว่า การสั่นสะเทือนของอากาศเป็นสื่อกลางในการสื่อสารของคน หรือแม้กระทั่ง ของเหลว เช่น น้ำ  น้ำมัน เปรียบเสมือนเป็นสะพานที่จะให้ข่าวสารข้ามจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งหนึ่งนั่นเอง ส่วนในทางการสื่อสารของระบบเครือข่ายหรือส่งถ่ายข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์นั้น จะมีสื่อกลางทั้งในรูปแบบสายสัญญาณ และแบบไร้สาย ผ่านอุปกรณ์รับและส่งข้อมูล

5. โปรโตโคล (Protocol) คือข้อตกลงหรือมาตรฐานในการส่งข้อมูลที่เป็นข้อตกลงร่วมกันที่ทำให้ผู้รับผู้ส่งเข้าใจข้อมูลที่ส่งถ่ายกันได้ ซึ่งตรงนี้จะมีความเกี่ยวข้องกับการใช้การเข้ารหัส (encoding)  เป็นการช่วยให้ผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารมีความเข้าใจตรงกัน และการถอดรหัส (decoding) หมายถึงการที่ผู้รับข่าวสารแปลงพลังงานจากสื่อกลางให้กลับไปอยู่ในรูปข่าวสารที่ส่งมาจากผู้ส่งข่าวสาร เช่น หากผู้ส่งใช้ภาษาไทยในการสื่อสารแต่ผู้รับไม่เข้าใจภาษาไทย แบบนี้แปลว่าโปรโตโคลไม่ตรงกัน

แหล่งที่มา

ประกาย  นาดี. การสื่อสารข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.rmuti.ac.th/user/prakai/datacommunication_and_network/slide_01.ppt
นฤมล ชมโฉม. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.elfhs.ssru.ac.th/nutthapat_ke/file.php/1/GE/ges1101_chapter3.pdf
เรียมรอง สวัสดิชัย,กฤตชญา โพธิ์ทอง. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.bs.ac.th/2548/e_bs/G7/raim/index2.html

ประเภทหรือทิศทางในการสื่อสารข้อมูล

         การส่งข้อมูลระหว่างผู้ส่งและผู้รับ จำเป็นจะต้องมีการกำหนดทิศทางหรือประเภทการรับส่งข้อมูลให้เข้ากับลักษณะของการทำงานของกิจกรรมหรือรูปแบบการสื่อสาร

ทิศทางของการสื่อสารข้อมูล แบ่งได้เป็น  3  ประเภทคือ

แบบซิมเพล็กซ์ (Simplex)

          เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลการติดต่อทางเดียว  เมื่ออุปกรณ์หนึ่งส่งข้อมูล  อุปกรณ์อีกชุดจะต้องเป็นฝ่ายรับข้อมูลเสมอ เช่น การกดแป้นพิมพ์คีย์บอร์ด  ตัวอย่างการใช้งานเช่น  ในระบบสนามบิน  คอมพิวเตอร์แม่จะทำหน้าที่ติดตามเวลาขึ้นและลงของเครื่องบิน  และส่งผลไปให้มอนิเตอร์ที่วางอยู่หลาย ๆ จุดให้ผู้โดยสารได้ทราบข่าวสาร  คอมพิวเตอร์แม่ทำหน้าที่เป็นผู้ส่งข้อมูล  มอนิเตอร์ต่าง ๆ ทำหน้าที่เป็นผู้รับข้อมูล  ไม่มีการเปลี่ยนทิศทางของข้อมูล  เป็นการส่งข้อมูลแบบทางเดียว ใน โหมดการส่งข้อมูลแบบซิมเพล็กซ์การสื่อสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับจะเกิดขึ้นในทิศทางเดียวเท่านั้น นั่นหมายความว่า ผู้รับไม่สามารถสื่อสารกลับไปยังปลายทางที่เป็นผู้ส่งได้ มีเพียงผู้ส่งเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลและผู้รับสามารถรับข้อมูลได้เท่านั้น ผู้รับไม่สามารถตอบกลับย้อนกลับไปยังผู้ส่ง หรืออาจสรุปได้ว่า ฝ่ายส่งและฝ่ายรับ ทำหน้าใดหน้าที่หนึ่งเพียงอย่างเดียวเท่านั้น บางครั้งเรียกว่าการส่งข้อมูลทิศทางเดียว (unidirectional data transfer)  ซิมเพล็กซ์จึงเป็นเหมือนถนนเดินรถทางเดียวที่การจราจรสัญจรไปในทิศทางเดียวไม่อนุญาตให้มียานพาหนะจากทิศทางตรงกันข้ามเข้ามา ผู้ส่งใช้ความจุของแชนเนลทั้งหมดเท่านั้น

 แบบฮาฟดูเพล็กซ์ (Half Duplex)

           เป็นการติดต่อกึ่งสองทาง  เป็นการเปลี่ยนเส้นทางในการส่งข้อมูลได้  แต่คนละเวลากล่าวคือ ข้อมูลจะไหลไปในทิศทางเดียว ณ เวลาใด ๆ  ซึ่งมีลักษณะเป็นการสื่อสารข้อมูลที่มีการผลัดกันระหว่างการส่งและการรับข้อมูล หรืออาจสรุปได้ว่า ในเวลาขณะใดขณะหนึ่งจะมีผู้ส่งข้อมูลเพียงหนึ่งเดียว อีกฝ่ายทำหน้าที่รับข้อมูล แต่ทั้งคู่สามารถสลับกันเป็นผู้ส่งและรับข้อมูล ตัวอย่างการใช้งานเช่น วิทยุสื่อสารวอกี้ทอร์คกี้ (Walkie-talkies)  การติดต่อระหว่าง เทอร์มินัลกับคอมพิวเตอร์แม่  ผู้ใช้ที่เทอร์มินัลเคาะแป้นเพื่อสอบถามข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์แม่  ต้องใช้เวลาชั่วขณะคอมพิวเตอร์แม่จึงจะส่งข่าวสารกลับมาที่เทอร์มินัลนั้น  ไม่ว่าจะเป็นเทอร์มินัลนั้น  ไม่ว่าจะเป็นเทอร์มินัลหรือคอมพิวเตอร์แม่  เมื่ออุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งเป็นผู้ส่งข้อมูล  อุปกรณ์ที่เหลือก็จะเป็นผู้รับข้อมูลในเวลาขณะนั้น ใน โหมดการส่งข้อมูลฮาล์ฟดูเพล็กซ์ การสื่อสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับเกิดขึ้นในทั้งสองทิศทาง แต่ทีละครั้ง ทั้งผู้ส่งและผู้รับสามารถส่งและรับข้อมูลได้ แต่อนุญาตให้ส่งได้ครั้งละหนึ่งรายการเท่านั้น ฮาล์ฟดูเพล็กซ์ยังคงเป็นถนนเดินรถทางเดียวซึ่งยานพาหนะที่เดินทางไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการจราจรต้องรอจนกระทั่งถนนว่างเปล่า ความจุช่องสัญญาณทั้งหมดถูกใช้โดยตัวส่งสัญญาณซึ่งจะส่งสัญญาณในเวลานั้น

แบบฟลูดูเพล็กซ์ (Full Duplex)

            เป็นการติดต่อสองทาง  เป็นติดต่อกันได้สองทาง  กล่าวคือเป็นผู้รับข้อมูลและผู้ส่งข้อมูล ในเวลาเดียวกันได้ ตัวอย่างการใช้งานเช่น   การติดต่อระหว่างเทอร์มินัลกับคอมพิวเตอร์แม่ บางชนิดที่ไม่ต้องใช้เวลารอสามารถโต้ตอบได้ทันที  หรือการพูดคุยทางโทรศัพท์  เป็นต้น ซึ่งอาจสรุปได้ว่า ในเวลาขณะใดขณะหนึ่งสองฝ่ายสามารถส่งและรับข้อมูลในเวลาเดียวกัน โดยจะต้องมีช่องทางข้อมูลมากกว่าหนึ่งช่องทาง และสองฝ่ายมีทั้งอุปกรณ์รับและส่ง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Simplex, Half Duplex และ Full Duplex

          ประสิทธิภาพของ full duplex นั้นดีกว่า half duplex และ simplex เพราะมันใช้แบนด์วิดท์ได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับ half duplex และ simplex

แหล่งที่มา

ประกาย  นาดี. การสื่อสารข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.rmuti.ac.th/user/prakai/datacommunication_and_network/slide_01.ppt
นฤมล ชมโฉม. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.elfhs.ssru.ac.th/nutthapat_ke/file.php/1/GE/ges1101_chapter3.pdf
เรียมรอง สวัสดิชัย,กฤตชญา โพธิ์ทอง. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.bs.ac.th/2548/e_bs/G7/raim/index2.html

รหัสและสัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสาร

สัญญาณข้อมูล

          โดยปกติของการสื่อสารข้อมูลในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ข้อมูลหรือสารสนเทศต่าง ๆ ข้อความ ภาพ เสียง หรือสื่อประสม จะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณในรูปแบบลักษณะต่าง ๆ เพื่อนทำให้อุปกรณ์สามารถนำข้อมูลหรือสารนั้นเดินทางหรือส่งถ่ายข้อมูลไปจามสื่อกลางได้ สัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสาร แบ่งออกได้เป็น  2  ประเภท คือ สัญญาณแอนะล็อก และ สัญญาณดิจิทัล  สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณ ที่มีขนาดเป็นค่าต่อเนื่องส่วนสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณ ที่มีขนาดเปลี่ยนแปลง เป็นค่าของเลขลงตัว  โดยปกติมักแทนด้วย ระดับแรงดันที่แสดงสถานะเป็น  "0"   และ  "1"   หรืออาจจะมีหลายสถานะ  ซึ่งจะกล่าวถึงในเรื่องระบบสื่อสารดิจิทัล   มีค่าที่ตั้งไว้ (threshold)  เป็นค่าบอกสถานะ  ถ้าสูงเกินค่าที่ตั้งไว้ สถานะเป็น  "1"  ถ้าต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้  สถานะเป็น  "0" ซึ่งมีข้อดีในการทำให้เกิดความผิดพลาดน้อยลง สัญญาณใน 2 ลักษณะดังกล่าวอาจจะมีการแปลงสลับสัญญาณกันได้เช่น จากสัญญาณแอนะล็อกสัญญาณดิจิทัลหรือจากสัญญาณดิจิทัลไปเป็นสัญญาณแอนะล็อก

ประเภทของการส่งสัญญาณข้อมูล

          โดยปกติ การส่งสัญญาณข้อมูลแบ่งออกได้เป็น  2  ประเภทคือ  การส่งแบบขนานและแบบอนุกรม

การสื่อสารแบบขนาน (Parallel Transmission)

          การส่งแบบขนานนั้นจะทำการส่งข้อมูลทีละหลาย ๆ บิต  เช่น  ส่ง  10011110  ทั้ง  8 บิต  ออกไปพร้อมกันโดยผ่านสายส่งข้อมูลที่มี  8  เส้น  ส่วนการส่งข้อมูลแบบอนุกรม  ข้อมูลจะถูกส่งออก ไปทีละบิตต่อเนื่องกันไป  เช่นถ้าข้อมูลคือ  10011110  เลข 0  ทางขวามือสุดเป็นบิตที่  1  เรียงลำดับไปจนครบ  8 บิต  โดยการส่งนั้นจะใช้สายส่งเส้นเดียวเท่านั้น  ดังภาพ  แสดงการส่งข้อมูลแบบขนานและแบบอนุกรม  ตัวอย่างการใช้งานที่เห็นชัด ของการส่งข้อมูลแบบขนาน  เช่น  การต่อเครื่องพิมพ์เข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์  ซึ่งปกติจะใช้สายยาว  5  เมตร  ถึง  10  เมตรเท่านั้นและตัวอย่างการส่งข้อมูล

การสื่อสารแบบอนุกรม  (Serial Transmission)

          ในการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ จะเห็นว่าการส่งข้อมูลแบบนี้ช้ากว่าแบบขนาน ตัวกลางการสื่อสาร แบบอนุกรมต้องการเพียงช่องเดียวหรือสายเพียงคู่เดียว ค่าใช้จ่ายในสื่อกลางถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะทางไกล ๆ โดยเฉพาะเมื่อเรามีระบบการสื่อสาร ทางโทรศัพท์ไว้ใช้งานอยู่แล้วย่อมจะเป็นการประหยัดกว่าที่จะทำการติดต่อสื่อสารทีละ 8 ช่อง เพื่อการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนานอย่างแน่นอน

          การส่งข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจากจุดส่งจะถูกเปลี่ยนให้เป็นอนุกรมเสียก่อนแล้วค่อยทยอยส่งออกทีละบิตไปยังจุดรับ ณ ที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการ เปลี่ยนข้อมูลที่ส่งมาทีละบิต ให้เป็นสัญญาณแบบขนานที่ลงตัวพอดี นั่นคือ บิต 1 ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ 1 พอดี การที่จะทำให้ การแปลงสัญญารจากอนุกรม ทีละบิตให้ลงตัวพอดีนั้นจำเป็นจะต้องมีกลไกที่เหมาะสม เพื่อป้องกันการผิดพลาดในการรับ

รหัส

         รหัส (Coding) คือชุดตัวเลขที่มีแต่เลข 0 และ 1 เท่านั้น เป็นนวัตกรรมทางความรู้ที่ทำให้เกิดเทคโนโลยีด้านการสื่อสารในรูปแบบต่างๆ สมัยก่อนอาจเป็นแค่การส่งโทรเลข หรือคลื่นวิทยุ แต่ทุกวันนี้มันกลายเป็นทุกๆ อย่างเลยทีเดียว ทั้ง โทรทัศน์ที่เราดู คอมพิวเตอร์ที่เราใช้ โทรศัพท์ที่เราพูดคุย และอื่นๆ อีกนับไม่ถ้วน   ในสมัยโบราณ ยุคเริ่มต้นของการส่งข้อมูลทางไกลนักวิทยาศาสตร์ มักใช้วิธีในการส่งสัญญาณหรือส่งข้อมูลหากันด้วยการเปิดและปิดสวิตช์ไฟผ่านสาย หากเปิดสวิตซ์ให้หมายถึงเลข 1 และหากปิดสวิตซ์ให้หมายถึงเลข 0 โดยมีการนัดแนะกันว่าชุดตัวเลขที่ส่งไปแบบนี้มันหมายความว่าอะไร? ตัวอย่างเช่น    “00000”   หมายถึง ตัวอักษร “A”  “00001”   หมายถึง ตัวอักษร “B” ไล่ลำดับตัวเลไปจนถึง Z   เรียกชุดรหัสนี้ว่า “รหัสชุดที่หนึ่ง” 

          ในต่อมาได้เริ่มได้เริ่มนำหลักคณิตศาสตร์ได้นำทฤษฎีพีชคณิตนามธรรม(Abstract Algebra) เป็นทฤษฎีที่ศึกษาเกี่ยวกับ เซต และ การดำเนินการ มาปรับใช้ ซึ่งสำหรับเรื่องการรับส่งข้อมูลนี้ เซตที่เราสนใจก็คือเซตของชุดรหัสที่เราส่งหากันนั่นเอง เนื่องจากชุดรหัสมีแต่ตัวเลข 0 และ 1 ดังนั้น การดำเนินการพวกเขาจึงใช้การบวกและการคูณของเลขฐานสองเข้ามาช่วย นั่นคือ 0+0 = 0, 0+1=1+0=1 และ 1+1=0 เป็นต้น ส่วนการคูณก็ได้ผลเหมือนตัวเลขปกติ นักคณิตศาสตร์ได้สร้างชุดรหัสขึ้นมาใหม่ ไม่ใช้ชุดตัวเลข 5 ตัว ดัง “รหัสชุดที่หนึ่ง” แล้ว พวกเขาใส่ตัวเลขเพิ่มเข้าไปอีก 3 ตัว ซึ่ง 5 ตัวแรก(สีแดง) ความหมายมันก็เหมือนกับ “รหัสชุดที่หนึ่ง” แต่ 3 ตัวหลังมันจะทำหน้าที่ตรวจสอบและแก้ไขหากรหัสมีการผิดพลาดระหว่างทาง “รหัสชุดที่สอง” แสดงได้ดังนี้

          “00000011”   หมายถึง ตัวอักษร “A”

          “00001001”   หมายถึง ตัวอักษร “B”

          “00010101”   หมายถึง ตัวอักษร “C”

          .

          “01110000”   หมายถึง ตัวอักษร “Z”

แหล่งที่มา

ประกาย  นาดี. การสื่อสารข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.rmuti.ac.th/user/prakai/datacommunication_and_network/slide_01.ppt
นฤมล ชมโฉม. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.elfhs.ssru.ac.th/nutthapat_ke/file.php/1/GE/ges1101_chapter3.pdf
เรียมรอง สวัสดิชัย,กฤตชญา โพธิ์ทอง. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.bs.ac.th/2548/e_bs/G7/raim/index2.html
รหัสแทนข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก https://sites.google.com/a/spk.ac.th/kruphithak/project-updates/unit2/2-6-kar-thaen-khxmul-ni-khxmphiwtexr
ครูพิทักษ์ .การแทนข้อมูลในคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก http://www.chakkham.ac.th/technology/number/assc.html

การเข้ารหัสและถอดรหัส

         การเข้ารหัส (encoding)  เป็นการเปลี่ยนรูปแบบของรับการอ่านที่เป็นภาษามนุษย์ให้เป็นภาษาเครื่องหรือสัญญาณอื่น โดยเกี่ยวข้องกับวิธีการทางคณิตศาสตร์ ทั้งนี้ยังเป็นการช่วยให้ผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารมีความเข้าใจตรงกันในการสื่อความหมาย  จึงมีความจำเป็นต้องแปลงความหมายนี้  การเข้ารหัสจึงหมายถึงการแปลงข่าวสารให้อยู่ในรูปพลังงาน ที่พร้อมจะส่งไปในสื่อกลาง   ทางผู้ส่งมีความเข้าใจต้องตรงกันระหว่าง ผู้ส่งและผู้รับ หรือมีรหัสเดียวกัน การสื่อสารจึงเกิดขึ้นได้

         การถอดรหัส (decoding) หมายถึงการที่ผู้รับข่าวสารแปลงพลังงานจากสื่อกลางให้กลับไปอยู่ในรูปข่าวสารที่ส่งมาจากผู้ส่งข่าวสาร  โดยมีความเข้าในหรือรหัสตรงกัน

จุดประสงค์

1. ข้อมูลการเข้ารหัสเป็นความลับ เพื่อให้ยากต่อการเข้าถึงข้อมูล

2. มีความสมบูรณ์ในการเข้ารหัส เพื่อให้มีความครบถ้วนในการส่งให้ผู้รับ ได้รับข้อมูลที่ถูกต้องตามที่ผู้ส่งเข้ารหัสมา

3. หากเกิดความเสียหายยังคงสามารถเข้ารหัสได้ เพื่อให้มีความทนทานและยากต่อการปลอมแปลง

4. ป้องกันการปฏิเสธ เพื่อป้องกันการแอบอ้างและปลอมแปลง

รูปแบบของการเข้ารหัส

        ในกระบวนการเข้ารหัส (Encoding) จะต้องทำการแปลงข้อมูลดิจิทัลนั้นให้เป็นสัญญาณดิจิทัล ซึ่งมีรูปแบบดีงนี้

        แบบที่ 1 การเข้ารหัสแบบขั้วเดียว(Unipolar Encoding)

          เป็นรูปแบบขั้นต้นที่เป็นวิธีที่ง่ายและเป็นพื้นฐานมากที่สุด ไม่มีความซับซ้อนเป็นพื้นฐานกของการเข้ารหัสแบบอื่น ๆ แต่ปัจจุบันไม่นิยมนำมาใช้ในการเข้ารหัส การเข้ารหัสแบบขั้วเดียวมีหลักการทำงานคือ การสร้างพัลส์ (Pulse) ที่ระดับความสูงระดับหนึ่งเพื่อใช้แทนเลข 1 ส่วนเลข 0 จะแทนด้วยสัญญาณระนาบ

        แบบที่ 2 การเข้ารหัสแบบมีขั้ว(Polar Encoding)

           มี 2 วิธีคือ วิธีที่มีค่าเป็นศูนย์ (Return to Zero Encoding : RZ) และวิธีไม่มีค่าศูนย์ (Non Return to Zero Encoding : NRZ)  ซึ่งโดยมีความแตกต่างกันดังนี้

           - วิธีไม่มีค่าศูนย์ (NRZ) เป็นวิธีที่ใช้สัญญาณที่มีค่าเป็นบวกแทนเลข 1 และสัญญาณที่มีค่าเป็นลบแทนเลข 0

           - วิธีที่มีค่าเป็นศูนย์ (RZ) เป็นวิธีที่ใช้ระดับของสัญญาณ 3 ระดับ คือ สัญญาณที่มีค่าเป็นบวกแทนเลข 1 สัญญาณที่มีค่าเป็นลบแทนเลข 0 และสัญญาณที่มีค่าเป็นกลางมีไว้สำหรับคั่นกลางระหว่างแต่ละบิต

        แบบที่ 3 การเข้ารหัสแบบสองขั้ว (Bipolar Encoding)

           ใช้ระดับของสัญญาณ 3 ระดับ คือข้อมูลที่เป็นเลข 0 แทนด้วยสัญญาณที่มีค่าเป็นกลางส่วนข้อมูลที่เป็นเลข 1 จะได้สัญญาณสลับระหว่างค่าบวกและค่าลบ ซึ่งการเข้ารหัสแบบนี้เป็นรูปแบบที่ใช้งานกันมากที่สุด

สัญลักษณะ

          1. การแปลงแบบภาษาระดับเดียวกันตรงกันข้าม คือ การนำอักษรหรือตัวเลขมาสลับกันในการปรับข้อความ

          2. การแปลงแบบขนาน เป็นการแปลงแบบระดับเดียวกัน เช่น การแปลง ตัวเลขแป็นตัวเลข การแปลง ตัวอักษรเป็นตัวอักษร

สัญญาณไฟฟ้า

          การแปลงจากภาษามนุษย์เป็นสัญญาณไฟฟ้า การแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นภาษามนุษย์

รูปแบบ

          แบบสมการ เป็นการเข้ารหัส ข้อมูลด้วยกุญแจเดี่ยว ทั้งผู้ส่งและผู้รับ โดยวิธีการจำเป็นต้องมีการใช้การเข้ารหัสและถอดรหัสแบบเดียวกันโดยมี คีย์ลับ เพื่อป้องกันการเข้ารหัสใหม่ระหว่างทาง

          แบบอสมการ   พ.ศ. 2518 นายวิทฟิลด์ ดิฟฟี นักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัสอเมริกา คิดค้นการเข้ารหัสโดยใช้กุญแจส่วนตัวและกุญแจสาธารณะ โดยหลักการทำงาน คือ ถ้าใช้กุญแจลูกใดเข้ารหัส ก็ต้องใช้กุญแจอีกลูกหนึ่งถอดรหัส

วิทยาการเข้ารหัสลับ

          ในด้านการศึกษาและศาสตร์ซึ่งเป็นวิชาเกี่ยวกับการเข้ารหัสลับ ล้วนแล้วแต่เป็นการดำเนินการในการแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ เพื่อความปลอดภัยทางด้านข้อมูล ซึ่งเป็นการปกป้องเพื่อไม่ให้ผู้อื่น นอกเหนือจากผู้รับและส่งข้อมูล ไม่สามารถเข้าใจได้ การคิดค้นวิธีการรักษาความลับมีมาอย่างยาวนาน นับตั้งแต่สมัยจูเลียส ซีซาร์ จนกระทั่งถึงปัจจุบันที่ใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยเข้ารหัสลับและถอดรหัสลับ การเข้ารหัสแบบซีซ่าร์ทำได้โดยการนำตัวอักษรที่อยู่ถัดไปอีกสองตำแหน่งมาแทนที่ ยกตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการเข้ารหัสคำว่า HELLO เราก็นำตัวอักษรที่ถัดจากตัว H ไปอีกสองตัวนั่นคือตัว J มาแทน ตัว E แทนด้วย G ตัว L แทนด้วย N ตัว O แทนด้วย Q ดังนั้นข้อความ HELLO จึงถูกแปลงให้เป็นคำว่า JGNNQ   การเข้ารหัสลับแตกต่างกับวิทยาการอำพรางข้อมูล ข้อมูลที่ถูกอำพรางนั้นจะไม่ถูกเปลี่ยนแปลง ในขณะที่การเข้ารหัสลับจะเปลี่ยนแปลงข้อมูล  วิทยาการเข้ารหัสลับสมัยใหม่ (Modern Cryptography) เป็นวิชาการที่ใช้แนวทางคณิตศาสตร์เพื่อแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ โดยให้เฉพาะคู่สนทนาที่ต้องการสามารถอ่านเข้าใจได้เท่านั้น ขั้นตอนวิธีของการเข้ารหัสลับสมัยใหม่ ได้แก่ Data Encryption Standard, Advanced Encryption Standard หรือ One-Time Padding ฯลฯ    หลักการเบื้องต้นของการเข้ารหัสลับ ประการแรกคือ ขั้นตอนวิธีต้องเป็นที่รู้โดยทั่วไป และประการต่อมา รหัสจะต้องใหม่เสมอ

แหล่งที่มา

ประกาย  นาดี. การสื่อสารข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.rmuti.ac.th/user/prakai/datacommunication_and_network/slide_01.ppt
นฤมล ชมโฉม. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.elfhs.ssru.ac.th/nutthapat_ke/file.php/1/GE/ges1101_chapter3.pdf
เรียมรอง สวัสดิชัย,กฤตชญา โพธิ์ทอง. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.bs.ac.th/2548/e_bs/G7/raim/index2.html
รหัสแทนข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก https://sites.google.com/a/spk.ac.th/kruphithak/project-updates/unit2/2-6-kar-thaen-khxmul-ni-khxmphiwtexr
ครูพิทักษ์ .การแทนข้อมูลในคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก http://www.chakkham.ac.th/technology/number/assc.html

          การเข้ารหัส เป็นการใช้ อัลกอริทึม ที่ซับซ้อนในการเปลี่ยน ข้อมูลเดิม(plaintext) ด้วยการเข้ารหัส เปลี่ยนเป็น ข้อมูลมีผ่านการเข้ารหัสแล้ว(ciphertext) อัลกอริทึม ที่ใช้ในการ เข้ารหัส และ ถอดรหัส ข้อมูลแล้วส่งผ่านกันในระบบเน็ตเวิร์คนั้น

          ประเภทของการเข้ารหัส

          การเข้ารหัส และ ถอดรหัส ข้อมูลแล้วส่งผ่านกันในระบบเน็ตเวิร์คนั้น มี 2 แบบ คือ

              1. การเข้ารหัสแบบสมมาตร (Symmetric key algorithms)

              2. การเข้ารหัสแบบอสมมาตร (Asymmetric key algorithms)

          การแบ่งประเภทขึ้นอยู่กับ กุญแจ กุญแจ ใช้ ร่วมกับ อัลกอริทึม ในการ เข้ารหัสและ ถอดรหัส กุญแจในที่นี้ เปรียบเทียบได้กับลูกกุญแจ ต้องมีลูกกุญแจเท่านั้นจึงจะเปิดแม่กุญแจอ่านข้อมูลได้

          อัลกอริทึมในการเข้ารหัสข้อมูล 2 ประเภท 

           1. อัลกอริทึมแบบสมมาตร (Symmetric key algorithms)

               การเข้ารหัสแบบสมมาตร เรียกอีกอย่างว่า Single-key algorithm หรือ one-key algorithm อัลกอริทึมแบบนี้เป็นการเข้ารหัสและถอดรหัสโดยใช้กุญแจรหัสตัวเดียวกัน คือ ผู้ส่งและผู้รับจะต้องมีกุญแจรหัสที่เหมือนกันเพื่อใช้ในการเข้ารหัสและถอดรหัส กุญแจที่เรียกนี้เรียกว่า กุญแจลับ (Secret key) อัลกอริทึมแบ่งย่อยออกได้เป็นอีก 2 ประเภท ได้แก่ แบบบล็อค (Block Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละบล็อค (1 บล็อคประกอบด้วยหลายไบต์ เช่น 64 ไบต์ เป็นต้น) และแบบสตรีม (Stream Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละไบต์อัลกอริทึมแบบนี้จะใช้กุญแจที่เรียกว่า กุญแจลับ (Secret key) ซึ่งมีเพียงหนึ่งเดียวเพื่อใช้ในการเข้าและถอดรหัสข้อความที่ส่งไป อัลกอริทึมยังสามารถแบ่งย่อยออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ แบบบล็อค (Block Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละบล็อค (1 บล็อคประกอบด้วยหลายไบต์ เช่น 64 ไบต์ เป็นต้น) และแบบสตรีม (Stream Algorithms) ซึ่งจะทำการเข้ารหัสทีละไบต์

          2. อัลกอริทึมแบบอสมมาตร (Asymmetric key algorithms)

          อัลกอริทึมนี้จะใช้กุญแจสองตัวเพื่อทำงาน ตัวหนึ่งใช้ในการเข้ารหัสและอีกตัวหนึ่งใช้ในการถอดรหัสข้อมูลที่เข้ารหัสมาโดยกุญแจตัวแรก อัลกอริทึมกลุ่มสำคัญในแบบอสมมาตรนี้คือ อัลกอริทึมแบบกุญแจสาธารณะ (Public keys Algorithms) ซึ่งใช้กุญแจที่เรียกกันว่า กุญแจสาธารณะ (Public keys) ในการเข้ารหัสและใช้กุญแจที่เรียกกันว่า กุญแจส่วนตัว (Private keys) ในการถอดรหัสข้อมูลนั้น กุญแจสาธารณะนี้สามารถส่งมอบให้กับผู้อื่นได้ เช่น เพื่อนร่วมงานที่เราต้องการติดต่อด้วย หรือแม้กระทั่งวางไว้บนเว็บไซต์เพื่อให้ผู้อื่นสามารถดาวน์โหลดไปใช้งานได้ สำหรับกุญแจส่วนตัวนั้นต้องเก็บไว้กับผู้เป็นเจ้าของกุญแจส่วนตัวเท่านั้นและห้ามเปิดเผยให้ผู้อื่นทราบโดยเด็ดขาด

          อัลกอริทึมแบบกุญแจสาธารณะยังสามารถประยุกต์ใช้ได้กับการลงลายมือชื่ออิเล็กทรอนิกส์ (ซึ่งเปรียบเสมือนการลงลายมือชื่อของเราที่ใช้กับเอกสารสำนักงานทั่วไป) การลงลายมือชื่อนี้จะเป็นการพิสูจน์ความเป็นเจ้าของและสามารถใช้ได้กับการทำธุรกรรมต่างๆ บนอินเทอร์เน็ต เช่น การซื้อสินค้า เป็นต้น วิธีการใช้งานคือ ผู้เป็นเจ้าของกุญแจส่วนตัวลงลายมือชื่อของตนกับข้อความที่ต้องการส่งไปด้วยกุญแจส่วนตัว แล้วจึงส่งข้อความนั้นไปให้กับผู้รับ เมื่อได้รับข้อความที่ลงลายมือชื่อมา ผู้รับสามารถใช้กุญแจสาธารณะ (ที่เป็นคู่ของกุญแจส่วนตัวนั้น) เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อความที่มาจากผู้ส่งนั้นหรือไม่

แหล่งที่มา

ประกาย  นาดี. การสื่อสารข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.rmuti.ac.th/user/prakai/datacommunication_and_network/slide_01.ppt
นฤมล ชมโฉม. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.elfhs.ssru.ac.th/nutthapat_ke/file.php/1/GE/ges1101_chapter3.pdf
เรียมรอง สวัสดิชัย,กฤตชญา โพธิ์ทอง. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2562. จาก http://www.bs.ac.th/2548/e_bs/G7/raim/index2.html
รหัสแทนข้อมูล. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก https://sites.google.com/a/spk.ac.th/kruphithak/project-updates/unit2/2-6-kar-thaen-khxmul-ni-khxmphiwtexr
ครูพิทักษ์ .การแทนข้อมูลในคอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2562 . จาก http://www.chakkham.ac.th/technology/number/assc.html