كل ما تريد أن تعرفه عن علم التشفير Cryptography

علم التشفير أو ما يسمي بالتعمية " Cryptography " هو العلم الذي يستخدم المعادلات و المعاملات الرياضية في تشفير و فك تشفير البيانات , و قد عرف علم التشفير منذ القدم , حيث يذكر أن الفراعنة هم أول من استخدموا علم التشفير في المجال العسكري و الحربي , و قد استخدموه في تشفير المراسلات بين قطاعات الجيش لمنع تجسس العدو عليها , و كذلك كان العرب لهم تجارب كثيرة و ساهموا في علم التشفير مساهمات كبيرة منذ القدم , و كذلك استخدم الصينيون علم التشفير لنقل الرسائل أثناء الحروب .

و يمكنك التشفير من تخزين المعلومات أو نقلها من خلال الشبكات الغير آمنة مثل الإنترنت و بهذا لا يمكن لأي شخص كان أن يطلع علي هذه الرسائل ما عدا الأشخاص المصرح لهم بذلك لأنها مشفرة , و كما أن علم التشفير يستخدم في تشفير البيانات و سريتها أيضاً فهناك ما يقابله و هو علم فك و تحليل التشفير " Cryptoanalysis " و يستخدم هذا الأخير في كسر و خرق الاتصالات الآمنة .

 و هناك نوعان للتشفير هما : 

- التشفير التقليدي Conventional Cryptography

- تشفير المفتاح العام Public Key Cryptography

أولاً التشفير التقليدي : هو نوع من أنواع التشفير و يطلق عليها اسم التشفير المتماثل Symmetric Cryptography , و هو يستخدم مفتاح واحد فقط لعملية التشفير و فك تشفير البيانات , و يتميز هذا النوع من التشفير علي سرية المفتاح المستخدم , أي لا يمكن لأحد أن يقرأ الرسائل و البيانات المشفرة سوي الشخص الذي يملك مفتاح التشفير .

صورة توضيحية لعملية التشفير باستخدام مفتاح واحد

و هناك أمثلة علي التشفير التقليدي :

(1) شفرة قيصر : و التي ابتكرها القيصر جوليوس لعمل الرسائل المشفرة بين قطاعات الجيش و قد اثبتت فاعليتها آنذلك , و كانت هذه الطريقة من التشفير تعتمد علي الأحرف الإنجليزية الأبجدية نظراً لعدم توافر الكمبيوتر في عصرهم , و كان كل حرف يمثل مفتاح معين , لنطرح مثالاً علي هذا النوع من التشفير .. فمثلاً إذا أردنا تشفير كلمة " SECRET " , و أردنا استخدام المفتاح الثالث في التشفير , و هو الذي يتمثل في الحرف " D " حيث ان حرف D هو رقم 3 في تسلسل الحروف الأبجدية , و بالتأكيد هذا شكل المفتاح التقليدي أي الحروف قبل التشفير :

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

إذن فأن المفتاح رقم 3 و الذي يتمثل ببداية الحروف بحرف الـ D سيصبح هكذا :

D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

إذن إذا أردنا استخراج تشفير كلمة " SECRET " وفقاً ترتيب حروف المفتاح الثالث و الذي يبدأ بحرف الـ D مروراً بباقي الحروف سيكون التشفير كالتالي : 

 D=A , E=B , F=C , D=G , H=E  

و هكذا ,, أي نأخذ كل حرف من المفتاح الثالث و نساويه بالحرف الذي يقابله في المفتاح الأساسي , و بعد مساواة الحروف سيكون مفتاح تشفير كلمة ' SECRET ' هو : ' VHFUHW ' 

لأن وفقاً للمفتاح الثالث و بعد مساواة و الحروف ببعضها نتج أن حروف كلمة " SECRET " تقابلها حروف كلمة " VHFUHW "

أي : V=S , H=E , F=C , U=R , H=E , W=T

و كما تلاحظ أن هذا النوع من التشفير يستخدم مفتاح واحد فقط لتشفير البيانات و بالتأكيد لكي يتمكن الشخص المستقبل للرسالة أو البيانات المشفرة من قراءة و تفسير البيانات فيجب أن يكون علي علم بقيمة المفتاح المستخدم في التشفير كما في المثال السابق فيجب علي الشخص المستقبل للرسالة أن يكون علي علم بقيمة المفتاح الثالث ليتمكن من فك التشفير و قراءة الرسالة .

(2) تشفير البيانات القياسي DES : و هذا النوع من التشفير قامت بتطويره وكالة الأمن القومي الأمريكية في نهاية السبعينات , و هذا النظام بات من الجدوي عدم استخدامه مع تطور أنظمة الكمبيوتر و زيادة سرعة معالجة البيانات , حيث أنه من السهل كشف محتوي الرسائل المشفرة من هذا النوع في وقت قصير .

(3) تشفيرات ( 3DES , IDEA , AES , BLOWFISH ) : و هي مجموعة من التشفيرات الحديثة التي تستخدم الآن في عصرنا الراهن و اثبتت جدواها في مجال التشفير .

ثانياُ تشفير المفتاح العام : و هو النوع الثاني من أنواع التشفير و الذي يعرف بالتشفير اللامتماثل Asymmetric Cryptography , و يعتمد هذا النوع من التشفير علي استخدام مفتاحين للتشفير , حيث تم ابتكار هذا النظام في السبعينيات في بريطاينا و كان استخدامها يقتصر فقط في القطاعات الحكومية المهمة و كما ذكرت تعتمد علي مفتاحين هما : 

(1) مفتاح عام Public Key

(2) مفتاح خاص Private Key

حيث يستخدم المفتاح العام لتشفير الرسائل و المفتاح الخاص بستخدم لفك تشفير الرسائل , المفتــاح العــام يرســل لجميــع النــاس أمــا المفتــاح الخــاص فيحــتفظ بــه صاحبه ولا يرسله لأحد , فمن يحتاج أن يرسل لك رسالة مشفرة فإنه يستخدم المفتاح العام لتشفيرها ومن ثـم تقـوم باستقبالها وفك تشفيرها بمفتاحك الخاص .

صورة توضيحية لعملية التشفير باستخدام مفتاحين التشفير

و من أمثلة هذا النوع من التشفير : PGP , DSA , Deffie-Hellman , El-Gamal , RSA

يعتبر التشفير التقليدي أسرع بكثير باستخدام أنظمة الكمبيوتر الحديثة و لكنه يستخدم مفتاح واحد فقـط. فهـو عرضـة أكثـر

للاختراقــات , أمــا تــشفير المفتــاح العــام فيــستخدم مفتــاحين في عمليــة التــشفير وفــك التــشفير ، وهــو أقــوى وأقــل عرضــة

للاختراقات ، ولكنه أبطأ من التشفير التقليدي , و التشفير بوجه عام قد يكون قوياً أو ضعيفاً ، حيث أن مقياس القوة للتشفير هـو الوقـت والمـصادر المتطلبـة لعمليـة كـشف النـصوص الغير مشفرة من النصوص المشفرة . نتيجة التشفير القوي هو ÿص مشفر يصعب كشفه مع الوقت أو توفر الأدوات اللازمـة لذلك .

و فائدة التشفير كبيرة ، حيث انه يوفر الخصوصية والأمـن بجميـع مفاهيمـه للبيانـات المنقولـة عـبر الـشبكات المفتوحـة . فقـد

باتت الحاجة ملحة لطرق تشفير قوية لأنه مع التطور السريع للكمبيوتر فانه ينقص من قوة التشفير ؛ وذلك لان زيادة سرعة

الكمبيوتر تعني تقصير الوقت الذي يحتاجه الكمبيوتر لكسر أو كشف مفتاح تشفير معين .

و في النهاية أتمني أن يستفاد الجميع , لا تنسوا أن تشاركونا آرائكم من خلال تعليقاتكم .