امن وحماية المعلومات~التشفير

كما في الشكل نقوم بوضع تابع رياضي لتشفير البيانات حتى يصبح لنا النص المشفر، ثم عندما نريد استعادة النص الأصلي نطبق الخوارزمية المعاكسة للتشفير من أجل فك التشفير، وبذلك نحصل على النص الأصلي.



أنواع التشفير
حالياً يوجد نوعان من التشفير وهما كالتالي:-
1. التشفير التقليدي. ( Conventional Cryptography ).
2. تشفير المفتاح العام. ( Public Key Cryptography ).




1. التشفير التقليدي
يسمى أيضاً التشفير المتماثل (Symmetric Cryptography). و يستخدم مفتاحاً واحداً لعملية التشفير وفك التشفير للبيانات. ويعتمد هذا النوع من التشفير على سرية المفتاح المستخدَم. حيث أن الشخص الذي يملك المفتاح بإمكانه فك التشفير وقراءة محتوى الرسائل أو الملفات. مثال على ذلك، إذا أراد أحمد إرسال رسالة مشفرة إلى علي، عليه إيجاد طريقة آمنة لإرسال المفتاح إلى علي. فإذا حصل أي شخص ثالث على هذا المفتاح فإن بإمكانه قراءة جميع الرسائل المشفرة بين أحمد وعلي.






بعض الأمثلة على أنظمة التشفير التقليدي:
I. شيفرة قيصر: وهي طريقة قديمة ابتكرها القيصر جوليوس لعمل الرسائل المشفرة بين قطاعات الجيش وقد أثبتت فاعليتها في عصره. ولكن في عصرنا الحديث ومع تطور الكمبيوتر لا يمكن استخدام هذه الطريقة وذلك لسرعة كشف محتوى الرسائل المشفرة بها. المثال التالي يوضح طريقة عمل شيفرة قيصر: إذا شفرنا كلمة "SECRET" واستخدمنا قيمت المفتاح 3، فإننا نقوم بتغيير مواضع الحروف ابتداءً من الحرف الثالث وهو الحرف "D"، وعليه فان ترتيب الحروف سوف يكون على الشكل التالي:
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
الحروف بعد استخدام القيمة الجديدة لها من المفتاح "3" تكون على الشكل الحالي:
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
الآن قيمة الـ D à A،B E à، F à C، وهكذا.
بهذا الشكل فان كلمة "SECRET" سوف تكون "VHFUHW". لتعطي أي شخص آخر إمكانية قراءة رسالتك المشفرة؛ يجب أن ترسل له قيمة المفتاح "3".

II. تشفير البيانات القياسي (DES ) AES, IDEA, DES3, blowfish,
وهي أنظمة حديثة ومتطورة وأثبتت جدواها في عصرنا الحالي في مجال التشفير.

كل ما ذكر من الأمثلة السابقة يعتمد على مبدأ المفتاح الواحد لعملية التشفير وفك التشفير.




2. تشفير المفتاح العام
أو ما يعرف بالتشفير اللامتماثل (Asymmetric Cryptography). تم تطوير هذا النظام في السبعينات في بريطانيا وكان استخدامه حكراً على قطاعات معينة من الحكومة. ويعتمد في مبدأه على وجود مفتاحين وهما المفتاح العام Public key والمفتاح الخاص Privet key، حيث أن المفتاح العام هو لتشفير الرسائل والمفتاح الخاص لفك تشفير الرسائل. المفتاح العام يرسل لجميع الناس أما المفتاح الخاص فيحتفظ به صاحبه ولا يرسله لأحد. فمن يحتاج أن يرسل لك رسالة مشفرة فإنه يستخدم المفتاح العام لتشفيرها ومن ثم تقوم باستقبالها وفك تشفيرها بمفتاحك الخاص.







بعض الأمثلة على أنظمة تشفير المفتاح العام:
PGP, DSA, Deffie-Hellman, Elgamal, RSA
جميع هذه الأنظمة تعتمد على مبدأ التشفير اللامتماثل أو التشفير باستخدام المفتاح العام والمفتاح الخاص.




مزايا وعيوب التشفير التقليدي والتشفير باستخدام المفتاح العام
التشفير التقليدي أسرع بكثير باستخدام أنظمة الكمبيوتر الحديثة، ولكنه يستخدم مفتاح واحد فقط. فهو عرضة أكثر للاختراقات.
تشفير المفتاح العام فيستخدم مفتاحين في عملية التشفير وفك التشفير، وهو أقوى وأقل عرضة للاختراقات، ولكنه أبطأ من التشفير التقليدي.




قياس قوة التشفير
التشفير قد يكون قوياً أو ضعيفاً، حيث أن مقياس القوة للتشفير هو الوقت اللازم والمصادر المتطلبة لعملية كشف النصوص غير مشفرة من النصوص المشفرة. نتيجة التشفير القوي هو نص مشفر يصعب كشفه مع الوقت أو توفر الأدوات اللازمة لذلك.

في النهاية فإن فائدة التشفير كبيرة، حيث انه يوفر الخصوصية والأمن بجميع مفاهيمه للبيانات المنقولة عبر الشبكات المفتوحة. فقد باتت الحاجة ملحة لطرق تشفير قوية لأنه مع التطور السريع للكمبيوتر فإنه ينقص من قوة التشفير؛ وذلك لان زيادة سرعة الكمبيوتر تعني تقصير الوقت الذي يحتاجه الكمبيوتر لكسر أو كشف مفتاح تشفير معين