دالة تجزئة

جدول Hashing هو هيكل بيانات يستخدم لتخزين مفاتيح وقيم بطريقة فعالة وسريعة. في جدول Hashing، يتم تحويل المفاتيح إلى قيمة هاش باستخدام دالة هاش، ثم يتم استخدام هذه القيم الهاش لتخزين واسترداد القيم.

يمكن استخدام جدول Hashing في سكالا باستخدام مجموعة من الكلاسات التي تقوم بتنفيذ هذه الهيكل.

على سبيل المثال، يمكن استخدام HashMap في سكالا كجدول Hashing. لإضافة قيم إلى HashMap، يمكن استخدام الأمر put() مثل هذا:

“`
val myMap = HashMap[String, Int]()
myMap.put(“key1”, 1)
“`

لاسترداد قيم من HashMap، يمكن استخدام الأمر get() مثل هذا:

“`
val value = myMap.get(“key1”)
“`

يمكن أيضًا استخدام مجموعة أخرى من الكلاسات مثل TreeMap وHashTable في سكالا لتطبيق جداول Hashing.

هناك العديد من خوارزميات التشفير المستخدمة في التشفير. بعض الأمثلة على هذه الخوارزميات هي:

1- AES (Advanced Encryption Standard)
2- RSA (Rivest-Shamir-Adleman)
3- Blowfish
4- RC4 (Rivest Cipher 4)
5- DES (Data Encryption Standard)

يتم استخدام هذه الخوارزميات في تشفير البيانات بثلاثة أنواع من الأساليب الرئيسية: تشفير المفتاح العام (Public-key cryptography) ، تشفير المفتاح الخاص (symmetric-key encryption)، وتشفير المطابقة الآمنه (secure hash function).

تعتمد نظرية التوابع الهاش في علم التشفير على استخدام دالة تحويل (Hash function)، تأخذ مدخل من أي بيانات وتنتج معرف فريد ثابت (هاش) لهذه البيانات، ولا يمكن توقع الناتج من الدالة التي تستخدم. ويتم استخدامها لتشفير البيانات المرسلة عبر الإنترنت، حيث تساعد في حماية البيانات من الاختراق والسرقة.

وتنجح نظرية التوابع الهاش في التشفير عندما تستخدم دالات هاش آمنة ومعقدة، ولكنها ما زالت تواجه بعض التحديات والهجمات المحتملة. وتستخدم حاليًا عدة خوارزميات لتوليد وظائف تحويل الهاش الآمنة مثل SHA-3 وBLAKE2.

مثال تطبيقي لنظرية التوابع الهاش في علم التشفير هو استخدامها في تأمين كلمة المرور. حيث يتم استخدام دالة التحويل الهاش لتحويل كلمة المرور إلى سلسلة عشوائية ومعقدة من الأحرف والأرقام، ولا يمكن التنبؤ بالكلمة المرور الأصلية من هذه السلسلة. ويمكن تخزين هذه السلسلة الآمنة في قاعدة البيانات بدلاً من تخزين كلمات المرور الأصلية، مما يساعد في حماية الحسابات من الاختراق.

تتم استخدام دالة التجزئة في التشفير عن طريق تشفير الرسالة (مثلاً، كلمة سر أو رسالة نصية) إلى رقم يتم تمثيله في مساحة محددة من البيانات. يمكن أن تساعد الدالات المختلفة في حماية التشفير من القراءة أو الاختراق عن طريق التيارات الهجومية. تستخدم العديد من الأدوات التي توفرها المكتبات الحديثة والبرمجيات الأخرى دالات التجزئة لإنتاج قيم التجزئة، حيث تساعد هذه الأدوات على تسهيل استخدام الدالات التجزئة بالإضافة إلى تقديم مخرجات أكثر استقرارًا وأمانًا. يستخدم التشفير بالتجزئة في العديد من التطبيقات الحديثة، بما في ذلك تشفير كلمات المرور والبيانات الشخصية والتوقيع الرقمي.

هناك عدة أنواع من الشفرات المستخدمة في علم التشفير، ومن بينها:

1. التشفير التقاربي (Symmetric Encryption): حيث يتم استخدام نفس المفتاح للتشفير وفك التشفير. وهذا يعني أنه يجب أن يتم تبادل المفتاح بشكل آمن بين المرسل والمستلم. أمثلة على ذلك تشمل AES وDES.

2. التشفير العام (Asymmetric Encryption): حيث يتم استخدام مفتاحين مختلفين؛ مفتاح عام للتشفير ومفتاح خاص لفك التشفير. يتم استخدام المفتاح العام لتشفير البيانات ويمكن لأي شخص استخدام المفتاح العام لفك التشفير. أمثلة على ذلك تشمل RSA وDSA.

3. التشفير التجزئة (Hashing): حيث يتم استخدام دالة تجزئة لتحويل البيانات إلى سلسلة ثابتة من الأحرف. وعلى عكس التشفير، فإنه لا يمكن استعادة البيانات الأصلية من القيمة المجزأة. أمثلة على ذلك تشمل MD5 وSHA-256.

4. التشفير المجمع (Hybrid Encryption): حيث يتم استخدام مزيج من التشفير التقاربي والتشفير العام. يتم استخدام التشفير التقاربي لتشفير البيانات بشكل فعلي، ثم يتم استخدام المفتاح العام لتشفير المفتاح التقاربي المستخدم. وتتيح هذه الطريقة مزايا كلا من التشفير السريع والتشفير الآمن.