شرح علم التشفير وأنواعه مع أمثلة عملية

علم التشفير Cryptography ​

قبل ما ندخل في تفاصيل علم التشفير، خلينا نرجع خطوة ونتكلم عن فكرة الشفرات عمومًا، زي شفرة مورس اللي اخترعها "صمويل مورس" و"ألفريد فايل".
الفكرة كانت ببساطة إنهم بيبعثوا نبضات كهربائية قصيرة وطويلة (نقط وشرط) عشان يكوّنوا منها حروف وكلمات .
وده كان الأساس في التواصل المشفر... بس خلينا نوضح إن شفرة مورس مش علم التشفير، لكنها كانت أول فكرة لفهم إزاي ممكن "نخبي المعلومة" عن العين الفضولية .

أصل علم التشفير عند العرب ​

من المثير إن العرب هم أول ناس طوّروا فكرة استخراج المعمّى (يعني تحليل الشفرات).
تقدمهم في الرياضيات ساعدهم جدًا في تأسيس علم التعمية، اللي هو النهارده بنسميه التشفير Cryptography.
وكان الهدف دايمًا واحد: "إزاي نحمي المعلومات من اللي مش مفروض يعرفها".

مراحل عملية التشفير ​

أي عملية تشفير بتمر بـ 3 مراحل أساسية:

المرحلة الأولى: النص الأصلي (Plaintext)​

ده النص أو الرسالة اللي عايز تشفّرها.

المرحلة الثانية: المفتاح (Key)​

المفتاح ده بيتدخل في معادلة رياضية مع النص الأصلي علشان يطلع الناتج المشفر.

المرحلة الثالثة: النص المشفر (Ciphertext)​

النتيجة النهائية اللي بتكون شبه رموز غريبة، ومش ممكن ترجمتها من غير المفتاح.

مثال عملي: شفرة قيصر Caesar Cipher ​

دي من أقدم وأبسط طرق التشفير، وسُمّيت على اسم يوليوس قيصر اللي استخدمها في المراسلات السرّية.
فكرتها إنك تبدّل كل حرف في الكلمة بحرف تاني بعده بمسافة معينة في ترتيب الأبجدية.

مثال ​

الكلمة: HELLO
لو هنمشي كل حرف 3 خانات لقدّام، تبقى كده:

الأصل​	الحرف بعد 3 خانات​
H​	K​
E​	H​
L​	O​
L​	O​
O​	R​

يعني كلمة HELLO هتتحول لـ KHOOR
ولما تيجي تفك التشفير، بترجع 3 حروف ورا في الأبجدية.

أنواع التشفير ​

التشفير بينقسم لنوعين رئيسيين:

التشفير الكلاسيكي (Classical Encryption)​

ده النوع القديم اللي بيعتمد على شوية حركات بسيطة زي تبديل أو إعادة ترتيب الحروف.

1. التبديل (Substitution)​

يعني تبدّل كل حرف بحرف تاني.
مثلاً الحرف A يبقى X، والحرف B يبقى Y وهكذا.

2. إعادة الترتيب (Transposition)​

فيها بنغيّر ترتيب الحروف في الكلمة بحيث شكلها يتلخبط، بس الحروف نفسها ما تتبدلش.

عيوب التشفير الكلاسيكي:​

• مبيشفّرش المسافات، وده يسهل التحليل.
• مش بيدعم لغات زي العربية.
• مبيشفّرش الرموز الخاصة ($ % &)
• ممكن يتفك بسهولة بالأدوات الحديثة.

أمثلة على التشفير الكلاسيكي:​

• ROT13 Cipher
• Caesar Cipher
• Vigenère Cipher
• Base64 Cipher

التشفير الحديث (Modern Encryption)​

النوع ده هو اللي بيستخدم في الأمن السيبراني حالياً
بيعتمد على الخوارزميات الرياضية المعقدة (زي نظرية الأعداد والاحتمالات) بدل مجرد تبديل الحروف.

بيستخدم نوعين من المفاتيح:​

التشفير المتماثل (Symmetric)​

مفتاح واحد بيتستخدم في التشفير وفك التشفير.

التشفير غير المتماثل (Asymmetric)​

بيستخدم مفتاحين:

• واحد للتشفير (عام Public)
• والتاني للفك (خاص Private)

مقارنة سريعة:​

النوع​	الميزة​	العيب​
المتماثل​	سريع وبسيط​	مشكلة في توزيع المفتاح​
الغير متماثل​	أأمن​	أبطأ شوية ومعقد أكتر​

أمثلة على التشفير الحديث:​

متماثل:

• AES-256
• AES-128
• Blowfish

غير متماثل:

• RSA
• DSA
• TLS/SSL Protocol

الفرق بين التشفير الكلاسيكي والحديث ​

المقارنة​	الكلاسيكي​	الحديث​
الأساس​	تبديل الحروف​	عمليات على الأرقام الثنائية (0 و 1)​
السرية​	بيعتمد على إخفاء الطريقة​	بيعتمد على خوارزميات مفتوحة ومفتاح سري​
التواصل​	لازم الطريقتين يعرفوا نظام التشفير​	يكفي المفتاح فقط​

مثال عملي صغير بلغة Python ​

ده مثال بسيط لتطبيق شفرة قيصر بالكود:

def caesar_encrypt(text, shift):
    result = ""
    for char in text:
        if char.isalpha():
            base = ord('A') if char.isupper() else ord('a')
            result += chr((ord(char) - base + shift) % 26 + base)
        else:
            result += char
    return result

print(caesar_encrypt("HELLO", 3))  # الناتج: KHOOR

الكود ده بيطبق نفس الفكرة اللي شرحناها فوق

الخلاصة ​

علم التشفير مش مجرد رموز وأكواد، ده علم كبير بيحمينا كل يوم من سرقة البيانات والتجسس والاختراق.
من أول شفرات مورس لحد خوارزميات AES وRSA، الهدف واحد: حماية المعلومات .