نحن نستخدم التشفير منذ قرون، لكنه تطور بشكل كبير من الشفرات القديمة التي تعتمد على الشفرات السرية وطرق الاستبدال إلى تقنيات التشفير المتماثلة وغير المتماثلة المتقدمة، والتي تستخدم خوارزميات ومفاتيح معقدة لحماية المعلومات الرقمية.
يستكشف هذا المقال طرق التشفير المختلفة، وخاصةً الاختلافات بين التشفير المتماثل والتشفير غير المتماثل، ويقارن بين مزاياها وعيوبها، مما يساعدك على فهم أفضل لما وراء حماية البيانات الحساسة.
جدول المحتويات
- التشفير المتماثل مقابل التشفير غير المتماثل – لمحة تاريخية موجزة
- ما هو التشفير المتماثل؟
- أمثلة على التشفير المتماثل
- مزايا خوارزميات التشفير المتماثل وعيوبها
- ما هو التشفير غير المتماثل؟
- أمثلة على التشفير غير المتماثل
- مزايا التشفير غير المتماثل وعيوبه
- ما الفرق بين التشفير المتماثل وغير المتماثل؟
التشفير المتماثل مقابل التشفير غير المتماثل – لمحة تاريخية موجزة
إن أقدم مثال معروف للتشفير المتماثل هو شيفرة قيصر، التي استخدمها يوليوس قيصر لإرسال رسائل سرية أثناء الحرب.
ومع ذلك، لم يشهد التشفير المتماثل تطورات كبيرة حتى القرن العشرين. كان اختراع آلة Enigma خلال الحرب العالمية الثانية أحد الإنجازات المهمة التي تم اختراعها خلال الحرب العالمية الثانية، والتي استخدمت نظامًا معقدًا من الدوّارات لتشفير الرسائل وفك تشفيرها.
حدث اختراق آخر مع تطوير معيار تشفير البيانات (DES) في السبعينيات، وهي أول خوارزمية تشفير متماثل مستخدمة على نطاق واسع.
أحدث اختراع التشفير غير المتماثل ثورة في مجال التشفير. قبل إنشائها، كانت جميع طرق التشفير تعتمد على مفتاح واحد فقط، والذي كان على المرسل والمستلم تبادله. غالباً ما كان نقل المفتاح بشكل آمن عملية معقدة وتستغرق وقتاً طويلاً.
في عام 1976، قدم كل من ويتفيلد ديفي ومارتن هيلمان مفهوم تشفير المفتاح العام، والذي سمح باستخدام مفتاحين – مفتاح عام للتشفير ومفتاح خاص لعملية فك التشفير. وقد ألغى هذا الإعداد الحاجة إلى تبادل آمن للمفاتيح، مما أدى إلى تقديم البنية التحتية للمفتاح العام، وجعل التشفير غير المتماثل مغيرًا لقواعد اللعبة في عالم التشفير.
فقد مهدت الطريق للاتصالات الآمنة عبر الإنترنت، والتوقيعات الرقمية، ومعاملات التجارة الإلكترونية الآمنة، مما أدى في النهاية إلى تغيير طريقة تعاملنا مع أمن البيانات.
والآن، دعونا نحلل كل خوارزمية تشفير بمزيد من التفصيل:
ما هو التشفير المتماثل؟
التشفير المتماثل هو طريقة تشفير تستخدم مفتاحًا واحدًا لتشفير المعلومات وفك تشفيرها. إنه أسرع من التشفير غير المتماثل، ولا يتطلب الكثير من الموارد.
يكون النص المشفر إما أصغر أو بنفس حجم النص الأصلي العادي. يحمي التشفير المتماثل التطبيقات اليومية مثل المراسلة الآمنة وتشفير الملفات وتصفح الويب الآمن.
والآن بعد أن تعرفت على التعريف، دعنا نلقي نظرة على كيفية أداء التشفير المتماثل:
كيف يعمل التشفير المتماثل؟
يستخدم التشفير المتماثل مفتاحًا سريًا أو مشتركًا يجب على المستخدمين الحفاظ على سريته للحفاظ على أمان البيانات المشفرة.
عندما ترغب في إرسال رسالة، فإنك تستخدم المفتاح السري لتشفيرها، وتحويل الرسالة الأصلية إلى تنسيق غير قابل للقراءة. ثم ترسلها إلى المستلم.
ولفك تشفير البيانات، يستخدم المستلم نفس المفتاح السري لعكس عملية التشفير، وتحويل الرسالة غير القابلة للقراءة إلى شكلها الأصلي.
AES-256 هي خوارزمية تشفير بالمفتاح المتماثل شائعة. ومع ذلك، يمكن أن تشكل مشاركة مفتاح التشفير خطراً إذا تم اعتراضه.
يسمح استخدام المفتاح نفسه بالاتصال الفعال والسريع، مما يجعل التشفير المتماثل حلاً موثوقاً لحماية البيانات.
أمثلة على التشفير المتماثل
لفهم التطبيقات العملية للتشفير المتماثل، دعونا نستكشف بعض الأمثلة:
- المراسلة الآمنة: يُستخدم التشفير المتماثل بشكل شائع في تطبيقات المراسلة لحماية سرية تبادلات المستخدمين. يتم استخدام نفس المفتاح لتشفير رسائل البيانات وفك تشفيرها، مما يضمن أن المستلم المقصود فقط هو من يمكنه الوصول إلى المعلومات.
- تشفير الملفات: عندما تقوم بتشفير ملف على جهاز الكمبيوتر الخاص بك أو في السحابة، فغالباً ما تستخدم خوارزميات التشفير المتماثل، مما يضمن أن الأفراد الذين لديهم المفتاح الصحيح فقط يمكنهم الوصول إليه.
- الشبكات الخاصة الافتراضية (VPNs): يُستخدم التشفير المتماثل في الشبكات الخاصة الافتراضية لإنشاء اتصال آمن بين جهاز المستخدم وخادم بعيد. بهذه الطريقة، تنتقل البيانات بشكل آمن عبر الإنترنت.
- طبقة المقابس الآمنة (SSL)/أمن طبقة النقل (TLS): يُستخدم التشفير المتماثل في بروتوكولات SSL/TLS لتأمين المعاملات عبر الإنترنت، مثل مدفوعات بطاقات الائتمان والخدمات المصرفية عبر الإنترنت. يضمن نقل المعلومات الحساسة بشكل آمن بين متصفح المستخدم والخادم.
مزايا خوارزميات التشفير المتماثل وعيوبها
تتمثل إحدى مزايا التشفير المتماثل في بساطته وسهولة تنفيذه. باستخدام التشفير المتماثل، تحتاج فقط إلى مفتاح سري واحد لتشفير البيانات وفك تشفيرها، مما يجعل العملية مباشرة وأقل تعقيدًا من التشفير غير المتماثل.
جانب آخر يتفوق فيه التشفير المتماثل هو قدرته على التعامل مع كميات كبيرة من البيانات. نظرًا لأن نفس المفتاح يقوم بتشفير النص وفك تشفيره، فإن التشفير المتماثل مثالي للسيناريوهات التي تكون فيها السرعة والأداء أمرًا بالغ الأهمية، مثل الاتصالات في الوقت الحقيقي وعمليات نقل البيانات بالجملة.
ومع ذلك، هناك بعض العيوب لهذا التشفير. أولاً، في حالة فقدان المفاتيح أو وقوعها في الأيدي الخطأ، تصبح البيانات المشفرة عرضة للاختراق.
ثانياً، مشاركة المفتاح بأمان مع المستلم المقصود أقل سهولة مما تعتقد. أي شيء يتم إرساله عبر الإنترنت عرضة للتهديدات الإلكترونية.
ولكن على الرغم من هذه العيوب، تظل خوارزميات التشفير المتماثل خيارًا شائعًا للعديد من التطبيقات نظرًا لبساطتها وكفاءتها. لتعزيز الأمان، لدينا خوارزمية التشفير غير المتماثل.
ما هو التشفير غير المتماثل؟
تستخدم خوارزمية التشفير غير المتماثل مفتاحين – مفتاح خاص ومفتاح عام. يُستخدم المفتاح العام للتشفير، بينما يُستخدم المفتاح الخاص لفك التشفير. توفر طريقة التشفير هذه مزايا مثل الاتصال الآمن والمصادقة. ومع ذلك، يمكن أن يكون أبطأ وأكثر استهلاكًا للموارد مقارنةً بالتشفير المتماثل.
والآن دعونا نتعمق أكثر في طريقة عمل التشفير غير المتماثل.
كيف يعمل التشفير غير المتماثل؟
أولاً، تقوم بإنشاء مفتاحين منفصلين: مفتاح عام ومفتاح خاص. تتم مشاركة المفتاح العام مع الآخرين، بينما يتم الاحتفاظ بالمفتاح الخاص سراً. عندما يريد شخص ما إرسال بيانات مشفرة إليك، فإنه يستخدم مفتاحك العام لتشفيرها. أنت فقط يمكنك فك تشفير البيانات باستخدام مفتاحك الخاص. تضمن هذه العملية أن المستلم المقصود فقط يمكنه الوصول إلى البيانات التي تم فك تشفيرها.
تشفير المفتاح الخاص
المفتاح الخاص في علم التشفير هو رمز سري يُستخدم للحفاظ على أمان المعلومات على الإنترنت وفك تشفير المعلومات. إنه بمثابة قفل رقمي لبياناتك الحساسة.
على سبيل المثال، عندما تقوم بتسجيل الدخول إلى موقع ويب آمن، يستخدم متصفحك مفتاحًا خاصًا للتأكد من أن بياناتك آمنة من أعين المتطفلين. وفي حالة أخرى، يمكن للمفتاح الخاص إنشاء “ختم” رقمي فريد على مستند لإثبات أنه حقيقي، تماماً مثل التوقيع المكتوب بخط اليد.
لا يمكن للآخرين استنتاج المفتاح الخاص بمجرد معرفة المفتاح العام أو البيانات المشفرة. تضمن هذه العلاقة الحسابية أمن وخصوصية المعلومات الحساسة في العالم الرقمي. يتم الحفاظ على سرية المفتاح الخاص دائمًا ويجب تخزينه بشكل آمن لمنع الوصول غير المصرح به.
تشفير المفتاح العام
يتم مشاركة المفتاح العام بحرية، مما يسمح للآخرين بتشفير الرسائل أو التحقق من التواقيع الرقمية. ومع ذلك، يمكن لحامل المفتاح الخاص المطابق فقط فك تشفير هذه الرسائل أو إنشاء توقيعات صالحة.
على سبيل المثال، في البريد الإلكتروني الآمن، يمكّن تشفير المفتاح العام الآخرين من إرسال رسالة مشفرة لا يستطيع أحد غيرك قراءتها إلا أنت باستخدام مفتاحك الخاص.
في معاملات البيتكوين، يُستخدم مفتاحك العام كعنوان للاستقبال، بينما يكون مفتاحك الخاص ضرورياً للوصول إلى أموالك وإنفاقها. يشكّل هذا الاقتران بين المفاتيح أساس العديد من الأنشطة الآمنة عبر الإنترنت، مما يحمي البيانات والأصول من المهاجمين.
لتوضيح ذلك بشكل أفضل، فكر في المفاتيح العامة على أنها صندوق بريد بواجهة شفافة، مما يسمح لأي شخص بإلقاء الرسائل (رسائل مشفرة أو عملات رقمية) بداخله. ولكن أنت وحدك، مالك صندوق البريد الذي يملك المفتاح الخاص (مفتاح فتح صندوق البريد)، يمكنك استرداد تلك الرسائل وقراءتها أو الوصول إلى محتوياتها، مما يضمن الخصوصية والأمان في التفاعلات عبر الإنترنت.
أمثلة على التشفير غير المتماثل
لفهم مفهوم التشفير بالمفاتيح غير المتماثلة بشكل أكبر، دعونا نستكشف بعض الأمثلة التي توضح كيفية عمله.
أحد الأمثلة على ذلك هو خوارزمية Rivest Shamir and Adleman (RSA). باستخدام RSA، يقوم المفتاح العام بتشفير المعلومات ويقوم المفتاح الخاص بفك تشفيرها. يعمل تشفير RSA على تأمين البيانات في مختلف التطبيقات، بما في ذلك متصفحات الويب وخدمات البريد الإلكتروني وبروتوكولات نقل الملفات الآمنة.
مثال آخر هو تبادل مفاتيح Diffie Hellman، الذي يتبادل مفاتيح التشفير بشكل آمن عبر قناة غير آمنة. باستخدام ديفي هيلمان، يمكن لطرفين الاتفاق على مفتاح سري مشترك دون إرساله. تستخدم تطبيقات المراسلة والشبكات الخاصة الافتراضية (VPN) تشفير DH لإنشاء قنوات اتصال آمنة.
هناك مثال مختلف هو خوارزمية تشفير المنحنيات الإهليلجية (ECC)، والتي تستخدم معادلات رياضية على المنحنيات الإهليلجية لتوليد مفاتيح التشفير. تعد ECC مناسبة لمختلف التطبيقات، والأجهزة المحمولة، وأجهزة إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء)، وتقنيات البلوك تشين.
مزايا التشفير غير المتماثل وعيوبه
يسمح التشفير غير المتماثل بالاتصال الآمن بين الأطراف بمفاتيح مختلفة. يجلب هذا الاختلاف الأساسي بين التشفير المتماثل والتشفير غير المتماثل العديد من الإيجابيات والسلبيات:
مزايا التشفير غير المتماثل
- أمان أكبر: يوفر التشفير غير المتماثل مستوى أعلى من الأمان حيث لا تتم مشاركة المفتاح الخاص المطلوب لفك التشفير أبدًا.
- توزيع المفاتيح: مع المفاتيح غير المتماثلة، ليست هناك حاجة لتوزيع مفتاح مشترك.
- التوقيعات الرقمية: من السهل إنشاء توقيعات رقمية للتحقق من صحة وسلامة الرسائل.
- قابلية التوسع: التشفير بالمفاتيح غير المتماثلة مناسب للاتصالات الآمنة بين أطراف متعددة، مما يجعله قابلاً للتوسع بدرجة كبيرة.
سلبيات التشفير غير المتماثل
- أداء أبطأ: عملية التشفير أكثر كثافة من الناحية الحسابية، مما يؤدي إلى سرعات أبطأ في التشفير وفك التشفير. يمكن لأطوال المفاتيح الأطول والخوارزميات المعقدة أن تعيق الشبكات.
- إدارة المفاتيح: يتطلب التشفير غير المتماثل إدارة مفتاحين، وهو ما يمكن أن يكون صعبًا في الأنظمة واسعة النطاق.
- قابلية التعرض للهجمات الإلكترونية: خوارزميات التشفير غير المتماثلة عرضة لهجمات القوة الغاشمة، على الرغم من أن طول المفتاح الأطول يخفف من هذا الخطر.
- التعقيد: يتطلب تنفيذ تشفير المفتاح غير المتماثل فهماً أعمق لمفاهيم التشفير.
الآن بعد أن استكشفنا التشفير المتماثل وغير المتماثل من الأعلى إلى الأسفل، حان الوقت لإلقاء نظرة عامة على المقارنة:
ما الفرق بين التشفير المتماثل وغير المتماثل؟
ولفهم الاختلافات الرئيسية بينهما، فكر في دور المفتاح في تأمين الاتصال.
يستخدم تشفير المفتاح المتماثل نفس المفتاح لكل من التشفير وفك التشفير. في مثل هذا الإعداد، يتشارك المرسل والمستقبل نفس المفتاح ويجب أن يحافظا على سريته. تتمثل إيجابيات التشفير المتماثل في أنه أسرع وأكثر كفاءة. ومع ذلك، فإن العيب الرئيسي هو مشاركة المفتاح بشكل آمن بين الطرفين، خاصة في الفضاء الرقمي الصعب اليوم.
كما تعلم بالفعل، يستخدم التشفير غير المتماثل زوجًا من المفاتيح. يمكن للمرسل توزيع المفتاح العام فقط على أي شخص بحرية ولكن يجب عليه تخزين المفتاح الخاص في مكان آمن. تتمثل ميزة التشفير غير المتماثل في أنه يلغي الحاجة إلى التوزيع الآمن للمفاتيح، حيث يقوم كل طرف بتوليد زوج المفاتيح الخاص به. ومع ذلك، فهي أبطأ وأقل كفاءة.
التشفير المتماثل مقابل التشفير غير المتماثل – هل يمكنهما العمل معًا؟
يمكننا الجمع بين التشفير غير المتماثل والمتماثل لإنشاء نظام اتصال آمن وفعال. والمثال الأكثر وضوحًا هو بروتوكولات أمن طبقة النقل (TLS) وبروتوكولات طبقة المقابس الآمنة (SSL) التي تستخدم كلا النوعين لتأمين الاتصالات عبر الإنترنت أثناء النقل.
يجمع TLS/SSL بين التشفير المتماثل وغير المتماثل لتحقيق السرعة والأمان. يُستخدم التشفير المتماثل لتشفير البيانات وفك تشفيرها بشكل أسرع وأسهل، بينما يستخدم التشفير غير المتماثل لتأمين مشاركة المفاتيح.
يقوم TLS/SSL بتشفير البيانات أثناء النقل، كما هو الحال عند الوصول إلى مواقع الويب أو إرسال رسائل البريد الإلكتروني. من خلال الجمع بين كلا طريقتَي التشفير، تأخذ TLS/SSL أفضل ما في كلا النوعين.
ومع ذلك، هناك طبقة إضافية من التعقيد في TLS/SSL بسبب الحاجة إلى إنشاء اتصال آمن باستخدام تشفير غير متماثل قبل تبادل المفتاح المتماثل. هذا التوازن بين السرعة والأمان يجعل TLS/SSL بروتوكول التشفير القياسي على الإنترنت.
الأسئلة الشائعة
ما هو الفرق الأساسي بين التشفير المتماثل وغير المتماثل؟
عادةً ما يُستخدم التشفير المتماثل للبيانات المجمّعة، بينما التشفير غير المتماثل يتبادل المفاتيح ويؤمن التواقيع الرقمية. هذه هي الاختلافات الرئيسية.
أيهما أفضل، التشفير المتماثل أم غير المتماثل؟
كلاهما لديه نقاط قوة وضعف، لذا فإن الخيار “الأفضل” يعتمد على السياق وكيفية استخدامهما معًا في أنظمة التشفير.
لماذا التشفير غير المتماثل أفضل من التشفير المتماثل؟
التشفير غير المتماثل ليس “أفضل” بطبيعته من التشفير المتماثل؛ بل لكل منهما نقاط قوته الخاصة به ويُستخدم في مواقف مختلفة.
أيهما أكثر أمانًا التشفير المتماثل أم التشفير غير المتماثل؟
التشفير بالمفاتيح غير المتماثلة أكثر أمانًا لتبادل المفاتيح والتوقيعات الرقمية، لأنه لا يتطلب مشاركة مفتاح واحد. ومع ذلك، يمكن أن يكون تشفير المفتاح المتماثل آمنًا بنفس القدر عند استخدامه مع مفاتيح طويلة. يعتمد أمان كلا النوعين على إدارة المفاتيح وممارسات التنفيذ.
ما هي ميزة تشفير المفتاح غير المتماثل على تشفير المفتاح المتماثل؟
يسمح التشفير بالمفاتيح غير المتماثلة بتبادل آمن للمفاتيح عبر قنوات غير آمنة، وهي ميزة على التشفير المتماثل، حيث يمكن أن يمثل توزيع المفاتيح تحديًا.
هل التشفير المتماثل أسرع من التشفير غير المتماثل؟
يكون التشفير المتماثل أسرع بشكل عام من التشفير غير المتماثل، حيث أنه يستخدم مفتاحًا واحدًا للتشفير وفك التشفير.
هل تشفير AES متماثل أم غير متماثل؟
AES (معيار التشفير المتقدم) هي خوارزمية تشفير متماثل. يستخدم مفاتيح متطابقة لتشفير المعلومات الحساسة وفك تشفيرها.
هل TLS متماثل أم غير متماثل؟
يستخدم TLS كلا طريقتين التشفير. يبدأ عادةً بالتشفير غير المتماثل لتبادل المفاتيح (عادةً RSA أو Diffie-Hellman) ثم ينتقل إلى التشفير المتماثل لنقل البيانات.
هل SHA 256 متماثل أم غير متماثل؟
SHA-256 (خوارزمية التجزئة الآمنة 256 بت) هي دالة تجزئة تشفير، وهي ليست متماثلة ولا غير متماثلة. إنها دالة أحادية الاتجاه لتوليد قيم تجزئة ذات حجم ثابت من بيانات مدخلات متغيرة الحجم.
هل WPA2 متماثل أم غير متماثل؟
يستخدم WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) الخوارزمية المتماثلة لنقل البيانات. يستخدم مفتاحاً مشتركاً مسبقاً (PSK) أو مفتاحاً رئيسياً ثنائياً (PMK) لتأمين الاتصالات اللاسلكية.
هل Bitlocker غير متماثل أم متماثل؟
يقوم Bitlocker بتشفير البيانات على أجهزة ويندوز باستخدام مفتاح متماثل، وهو محمي بمفتاح آخر يُعرف باسم “واقي مفاتيح BitLocker”، وغالبًا ما يكون مفتاح PIN أو مفتاح وحدة النظام الأساسي الموثوق بها (TPM).
الخاتمة
الآن أنت تعرف الفرق بين التشفير المتماثل وغير المتماثل. يطرح معظم المستخدمين الذين يغامرون في عالم التشفير نفس السؤال: هل التشفير غير المتماثل أكثر أمانًا من التشفير المتماثل؟ إليك الإجابة البسيطة التي نختم بها مقالنا.
خوارزمية التشفير المتماثل سريعة وفعالة ولكنها ليست الأكثر أمانًا. غير المتماثلة أبطأ ولكنها أكثر أماناً وتعقيداً.
كما هو الحال مع أي تقنية معقولة، لهاتين الطريقتين المختلفتين للتشفير مزايا وعيوب، ولكن عندما نستخدمها بشكل صحيح، تضمن هذه الخوارزميات أن تظل معلوماتنا آمنة.
وفِّر 10% على شهادات SSL عند الطلب اليوم!
إصدار سريع، وتشفير قوي، وثقة في المتصفح بنسبة 99.99%، ودعم مخصص، وضمان استرداد المال خلال 25 يومًا. رمز القسيمة: SAVE10
