التشفير أنواعه وتاريخه وكل ما يخصه

التشفير هو عملية تحويل البيانات من صيغة قابلة للقراءة إلى صيغة غير قابلة للقراءة أو الفهم، بهدف حماية البيانات والمعلومات من الوصول غير المصرح به. يُستخدم التشفير في مجموعة متنوعة من المجالات، مثل الاتصالات السرية، والتجارة الإلكترونية، وحماية البيانات الحساسة.

تاريخ التشفير:

تم استخدام التشفير منذ قديم الزمان، حيث استخدمت الحضارات القديمة تقنيات التشفير لحماية الرسائل السرية والمعلومات الحساسة. في العصور القديمة، كان منتشراً استخدام التشفير بواسطة استبدال الأحرف بأحرف أخرى أو استخدام التشفير الكلمات المتشابهة في النطق لتخفيف معنى الرسالة.

تطورت تقنيات التشفير على مر العصور، ومع تطور التكنولوجيا وظهور الحواسيب والإنترنت، أصبحت التشفير أكثر تعقيداً وقوة. تطورت أنظمة التشفير لتكون أكثر صعوبة في اختراقها وفك شفرتها.

أنواع التشفير:

هناك عدة أنواع من التشفير تستخدم في الحواسيب والشبكات والاتصالات. وفيما يلي بعض أهم أنواع التشفير:

1. التشفير التقاربي (Symmetric Encryption):
– يستخدم نفس المفتاح لعملية التشفير وفك التشفير.
– يكون التشفير وفك التشفير سريعًا وفعالًا، ولكن يحتاج إلى آمان في نقل المفتاح.

2. التشفير العام (Asymmetric Encryption):
– يستخدم مفتاحين مختلفين: مفتاح خاص لعملية التشفير ومفتاح عام لفك التشفير.
– يوفر آمانًا عاليًا ويمكن استخدامه في تبادل المفاتيح والتوقيع الرقمي.

3. التشفير الهجين (Hybrid Encryption):
– يجمع بين التشفير التقاربي والتشفير العام.
– يتم استخدام التشفير التقاربي لتشفير البيانات والتشفير العام لتشفير مفتاح التشفير التقاربي.

4. التشفير الجانبي (End-to-End Encryption):
– يتم تشفير البيانات في النهايتين (المرسل والمستلم)، ولا يتم فك التشفير إلا بواسطة المستلم.
– يوفر حماية قوية للبيانات والمحادثات السرية.

5. التشفير التكاملي (Homomorphic Encryption):
– يتيح للمستخدم إجراء العمليات الحسابية على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك التشفير.
– يستخدم في الحوسبة السحابية وتحليل البيانات الحساسة.

ميزات التشفير:

– سرية البيانات: يضمن التشفير حماية البيانات والمعلومات من الوصول غير المصرح به.
– تأمين الاتصالات: يحمي التشفير الاتصالات الإلكترونية والشبكات من الاختراق والتجسس.
– التحقق والمصداقية: يوفر التشفير وسيلة للتحقق من هوية المرسل وسلامة البيانات المرسلة.
– السلامة والحماية: يساعد التشفير في حماية البيانات الحساسة والمعلومات الهامة من السرقة والاستخدام غير المصرح به.

الآلية العامة لعملية التشفير:

1. مفتاح التشفير: يتم استخدام مفتاح سري لتحويل البيانات إلى صيغة غير قابلة للقراءة.
2. عملية التشفير: يتم تطبيق خوارزمية التشفير على البيانات باستخدام المفتاح المناسب.
3. البيانات المشفرة: يتم توليد البيانات المشفرة التي لا يمكن قراءتها بسهولة.
4. مفتاح فك التشفير: يستخدم مفتاح سري آخر لاستعادة البيانات الأصلية من البيانات المشفرة.
5. عملية فك التشفير: يتم تطبيق خوارزمية فك التشفير على البيانات المشفرة باستخدام المفتاح السري.

التطور التكنولوجي والتشفير:

مع تطور التكنولوجيا والحوسبة، أصبحت التقنيات المستخدمة في التشفير أكثر تعقيدًا وقوة. تم تطوير خوارزميات التشفير القوية والمتقدمة، مما جعل من الصعب كسرها وفك شفرتها دون المفتاح المناسب.

من الملحوظ أنه مع تطور التكنولوجيا، ظهرت تهديدات جديدة وتحديات لعملية التشفير. تم استخدام التشفير في تأمين البيانات والمعلومات من هجمات القرصنة والتجسس والاختراق. وبالتالي، يتم تطوير خوارزميات التشفير بشكل مستمر لتعزيز الأمان والحماية.

يتطور مجال التشفير أيضًا في مجال الحماية من الهجمات الجماعية والتشفير المتعدد الأطراف، حيث يمكن لعدة أطراف التفاعل مع بعضها البعض بأمان وخصوصية، مثل التشفير التعاوني والتشفير المستند إلى السمات (Attribute-Based Encryption).

في الختام، التشفير يلعب دورًا حيويًا في حماية البيانات والمعلومات، ويسهم في ضمان السرية والأمان في الاتصالات والتبادلات الإلكترونية. بفضل التطور التكنولوجي المستمر، يتم تحسين وتعزيز تقنيات التشفير للتصدي للتهديدات الجديدة وتقديم حلول أمنية متقدمة.

تعد خوارزميات التشفير أحد مكونات أمن نقل البيانات الإلكترونية. يتم اتخاذ الخطوات الرياضية الفعلية وتسجيلها عند تطوير الخوارزميات لأغراض التشفير ، و تستخدم شفرات الكتلة المتنوعة لتشفير البيانات أو الأرقام الإلكترونية.

تساعد خوارزميات التشفير في منع الاحتيال في البيانات ، مثل تلك التي يرتكبها المتسللون الذين يحصلون بشكل غير قانوني على معلومات مالية إلكترونية. تعد هذه الخوارزميات جزءًا من بروتوكولات إدارة المخاطر لأي شركة وغالبًا ما توجد في تطبيقات البرامج.

تساعد خوارزميات التشفير في عملية تحويل النص العادي إلى نص مشفر ، ثم العودة إلى نص عادي لغرض تأمين البيانات الإلكترونية عند نقلها عبر الشبكات. من خلال ترميز البيانات أو تشفيرها ، لا يتمكن المتسللون أو غيرهم من المستخدمين غير المصرح لهم عمومًا من الوصول إلى هذه المعلومات. تعتبر بعض خوارزميات التشفير أسرع من غيرها ، ولكن طالما ظل مطورو الخوارزميات ، وكثير منهم لديهم خلفيات رياضية ، على رأس التطورات في هذه التكنولوجيا ، يجب أن يستمر هذا النوع من التشفير في الازدهار مع استمرار المتسللين في أن يصبحوا أكثر تعقيدًا.

في عام 1977 ، أصبحت RSA واحدة من أولى خوارزميات التشفير التي طورها علماء الرياضيات الأمريكيون رون ريفيست وأدي شامير ولين أدلمان. تتمتع RSA بقدرة كبيرة على البقاء حيث لا تزال تستخدم على نطاق واسع للتوقيعات الرقمية وتشفير المفتاح العام. يمكن أن تختلف خوارزميات التشفير في الطول ، لكن قوة الخوارزمية عادة ما تتناسب طرديًا مع طولها.

خوارزميات التشفير ليست مفاجأة !

فمُنذ الماضي السحيق حاول البشر إخفاء رسائلهم الخاصة و السرية بإستخدام أساليب مُتقدمة و ذكية وفقاً لزمانهم و ذكائهم و خبرتهم، و ما نملكُه اليوم من خوارزمياتٍ مُتقدمة ما هو إلا تراكم خبرات عبر العصور.هذا التقدم الذي وصلت لهُ البشرية اليوم من العلوم من كانوا ليصلوا إليه لولا الله ثم إجتهادات آبائهم و أجدادهم من قبلهم و وصول العلم السابق إليهم، و بلا شك فإن علم التشفير هو أحد العلوم التي تطورت منذ قديم الأزل و حتى يومنا هذا كما سترى من خلال هذه التدوينة الشاملة.

لماذا خوارزميات التشفير القديمة!

لا تحاول الهرب حين تجد أن العلم الذي بين يديك هو علم قديم أو ربما غير مُستخدم أيضاً، لا أحاول أن أنفرك من هذا العلم و لكن يجب أن تجد الدافع لتتعلم عن خوارزميات التشفير التقليدية. هناك أمور ربما تحتاج أن نتذاكرها سوياً لأنني أعتقد أنها ستصنعُ فارقاً في إهتمامك بهذا العلم

بمعرفتك لخوارزميات التشفير لن تحاول أن تُعيد إختراع العجلة.
ستستطيع إختراق كُل الخوارزميات التقليدية، فهي ما سُميت تقليدية إلا لأن طُرُق إختراقها عُرفت فتُركت غالباً.
تلافي العيُوب الموجودة بالخوارزميات القديمة عند محاولتك إختراع خوارزمية تشفير جديدة.
معرفة لماذا تُهجر خوارزميات التشفير.
التآلف مع العبارات و الإصطلاحات الخاصة بأمن المعلومات و التشفير و الإختراق.
تقسيم خوارزميات التشفير التقليدية
لا بد أنك تعلم أن مُدخلات خوارزميات التشفير هي رسالة (غير مشفرة) و مُخرجاتها هي شفرة (رسالة مُشفرة)، تُقسّم الخوارزميات التقليدية وفق طريقة عمل الخوارزمية.

أشهر خوارزميات التشفير :

خوارزميات التشفير بالإستبدال Substitution Ciphers
خوارزميات التشفير بالإستبدال هي خوارزميات التشفير التي تقوم على مبدأ إحلال حرف مكان حرف آخر. فمن الممكن أن تكون أحرف الشفرة مُختلفة تماماً عن الأحرف الموجودة بالرسالة. و لها طريقتان
خوارزميات التشفير بالأبجدية الموحدة monoalphabetic Ciphers
خوارزمية التشفير بالإضافة Additive Cipher مع مقدمة رياضية للتشفير.
خوارزمية التشفير بالمضاعفة Multiplicative Cipher.
خوارزمية أفيني Affine Cipher.
خوارزمية التشفير بالإستبدال بالأبجدية الموحدة Substitution Monoalphbetic Cipher.
خوارزميات التشفير بالأبجدية المُتعددة Polyalphbetic Ciphers
خوارزمية المفتاح التلقائي Autokey Cipher.
خوارزمية بليفير Playfair Cipher.
خوارزمية فيجنيغ Vigenere Cipher.
خوارزمية هيل Hill Cipher.
خوارزمية المُذكرة الوحيدة One-time Pad Cipher.
خوارزمية الترس Rotor Cipher.
خوارزمية ماكينة إنقما Enigma Cipher.
خوارزميات التشفير بالتبديل Transposition Ciphers
خوارزميات التشفير بالتبديل هي الخوارزميات التي تعتمد على مبدأ تبديل مواقع الأحرف دون تغييرها، ففي خوارزميات التشفير بالتبديل لن تجد في الشفرة حروفاً غير موجودة بالرسالة. هذه الخوارزميات لها ثلاث طرق.
خوارزميات التشفير بالتبديل بدون مفتاح keyless Transposition Cipher.
خوارزميات التشفير بالتبديل بمفتاح Keyed Transposition Cipher.
خورزميات التشفير بالدمج بين طريقتي التبديل بمفتاح و بدون مفتاح Combining both ways.