- بواسطة x32x01 ||
علم التشفير Cryptography !
شيفرة مورس كما موضحة بالصورة :
حيث طور صمويل مورس والفريد فايل تلغرافاً كهربائياً يبعث بنبضات كهربائية من أجل التحكم في المغناطيس الكهربائي الذي يتواجد في النهاية المستقبلة في سلك التلغراف. وتم تطوير شفرة تعبر عن الحروف بواسطة نبضات كهربائية وسكتات بينها وبعد ترجمة تلك النبضات و السكتات عن طريق القواعد الموضحه بالصورة يمكنك ترجمتها الي كلمات ذات معني وهذا ليس لها علاقة بعلم التشفير ولكن بمبدأ عام هذا هو وقبل شرح طرق التشفير عليك معرفة ماهو الشفير وكيف يعمل .
استخدم التشفير منذ أقدم العصور و العرب أول من اكتشف طرق استخراج المعمَّى وكتبها وتدوينها بسبب تقدمهم في علم الرياضيات أعطاهم الأدوات المساعدة الأزمة لتقدم علم التعمية والان اصبحت التعمية هي التشفير .
و التشفير يمر بثلاث مراحل :
الأول: الكلمة أو الرسالة المراد تشفيرها وتسمي (plaintext).
الثاني : مفتاح يُسمى مفتاح التشفير، أو المفتاح (key)، وهذا المفتاح يدخل في معادلة مع ال (plaintext) لإخراج ما يسمَّى ب الرسالة المشفرة (ciphertext).
والثالث بحيث لن يتم الوصول إلي الرسالة الأصلية إلّا بعكس المعادلة الرياضية باستخدام نفس المفتاح ومن يمتلك هذا المفتاح هو الشخص المراد ارسال الرساله اليه ودعني اشرح لك بمثال بسيط علي شفرة القيصر حيث ان شيفرة القيصر هي وسيلة لتشفير النصوص، هذه الشفرة شاع استخدامها قديما ويُعتقد أن يوليوس قيصر كان أول من استخدم هذه الوسيلة وأسلوبها بسيط بحيث اذا كنت تريد تشفير كلمة ما عليك في كل حرف تختاره اجتيار حرفان وتختار الثالث وهذا هو مفتاح التشفير key مثلا :
كلمة HELLO اذا اردانا تشفيرها علينا ان نأخذ كل حرف مفردا مثل حرف H ونقوم بتجاوز الحرفان اللذان يتبعانه في ترتيب الحروف الانجليزية ونختار الثالث حيث يكون الحرف المراد هو K و بعدها الحرف E الذي سيكون H وهكذا حتي تكون كلمة HELLO هي KHOOR وعندما تريد اعدتها الي نصها الاصلي تقوم بعكس مفتاح التشفير اي عند كل حرف يقابلك في النص المشفر تعود حرفان اللي الخلف وتختار الثالث وهكذا
وتنقسم اساليب التشفير الي التشفير القديم او الكلاسيكي والتشفير الحديث :
التشفير الكلاسيكي :
يعتمد هذا التصنيف في أسلوب التشفير على أحد الأمرين أو التقنيتين التاليين :
– تبديل الأحرف أو Subtitution : وهو عبارة عن عملية تبديل الأحرف أو الرموز في النص او البيانات المراد تشفيرها لأحرف أو رموز أخرى ومثال ذلك أن يتم تغيير الحرف A للحرف X والحرف B لحرف آخر. وحتى يتم فك تشفير هذه البيانات المشفرة على الشخص أن يكون على دراية بطريقة تحويل هذه الأحرف كما رأينا في شفرة القيصر.
– تبديل أماكن الأحرف أو Transposition : وهي عملية إعادة ترتيب الأحرف والأرقام والرموز في النص او البيانات المراد تشفيرها ووضعها في مكان مختلف عن مكانها الأصلي في النص أو البيانات.
عيوب التشفير الكلاسيكي :
لا يتم تشفير الفراغات في النصوص أو البيانات المراد تشفيرها والتي تساعد في التسهيل على المخترق الذي يرغب في معرفة النص الأصلي في فك التشفير.
لا يدعم كل اللغات مثل اللغة العربية فهي ليست مدعومة في هذا التشفير.
لا يتم تشفير الأحرف الخاصة والأرقام ويتم استثناءها مثل : $و%و& وغيرها.
يمكن فك التشفير بسهولة بواسطة عدة أساليب وتقنيات.
ومن اشهرها :
ROT13 Cipher
Caesar Cipher
Vigenère and Gronsfeld Cipher اعقدهم
Base64 Cipher
التشفير الحديث :
يعتبر هذا النوع من أنواع التشفير احد الأمور الأساسية التي يعتمد عليها أمن المعلومات. حيث يعتمد بشكل كبير (التشفير الحديث) على مفاهيم مختلفة من الرياضيات مثل نظرية الأعداد و نظرية الإحتمالات وغيرها ويستخدم في هذا الصنف مفاتيح خاصة للتشفير وفك التشفير.
هنالك تقنيتين أو طريقتين يتم استخدامهما للتشفير بهذا النوع. حيث تعتمد كل طريقة على أنواع وطبيعة مفاتيح التشفير وهما كالآتي :
– التشفير المتماثل Symmetric : حيث يتم في هذه الطريقة استخدام مفتاح واحد للتشفير ولفك التشفير, أي أن نفس المفتاح الذي استخدم في عملية التشفير هو نفسه الذي يستخدم في فك التشفير.
– التشفير الغير متماثل Asymmetric : حيث يتم في هذه الطريقة استخدام مفتاحي تشفير, الأول لإجراء عملية التشفير والثاني لإجراء عملية فك التشفير.
و لكل تقنية من هاتين التقنيتين ميزات وعيوب حيث تتميز تقنية التشفير المتماثل عن الغير متماثل بأنها أسرع وأقل تعقيداً الا أن تقنية التشفير الغير متماثل تعتبر أفضل من حيث إدارة مفاتيح التشفير وفك التشفير.
من اشهرها :
Symmetric :
Blowfish
AES-256
AES-128
Asymmetric :
RSA
DSA
TLS/SSL protocol
أخيراً يمكن تلخيص الإختلافات الرئيسية بين كل من التشفير الكلاسيكي والتشفير الحديث فيما يلي :
.يعتمد التشفير الكلاسيكي على إجراء التعديلات على الأحرف بينما يعتمد التشفير الحديث على إجراء عمليات على الأرقام الثنائية (0,1).
. يعتمد التشفير الكلاسيكي على الغموض وإبقاء طريقة التشفير مخفية وغامضة ومعروفة فقط لدى المرسل والمستقبل أما التشفير الحديث فيعتمد على خوارزميات رياضية معروفة للجميع ويتم حماية البيانات من خلال مفتاح تشفير سري.
. يلزم أن يتم معرفة نظام التشفير بشكل كامل لإرسال البيانات المشفرة بين الطرفين في التشفير الكلاسيكي أما في التشفير الحديث فيلزم فقط مفتاح التشفير.
شيفرة مورس كما موضحة بالصورة :
حيث طور صمويل مورس والفريد فايل تلغرافاً كهربائياً يبعث بنبضات كهربائية من أجل التحكم في المغناطيس الكهربائي الذي يتواجد في النهاية المستقبلة في سلك التلغراف. وتم تطوير شفرة تعبر عن الحروف بواسطة نبضات كهربائية وسكتات بينها وبعد ترجمة تلك النبضات و السكتات عن طريق القواعد الموضحه بالصورة يمكنك ترجمتها الي كلمات ذات معني وهذا ليس لها علاقة بعلم التشفير ولكن بمبدأ عام هذا هو وقبل شرح طرق التشفير عليك معرفة ماهو الشفير وكيف يعمل .
استخدم التشفير منذ أقدم العصور و العرب أول من اكتشف طرق استخراج المعمَّى وكتبها وتدوينها بسبب تقدمهم في علم الرياضيات أعطاهم الأدوات المساعدة الأزمة لتقدم علم التعمية والان اصبحت التعمية هي التشفير .
و التشفير يمر بثلاث مراحل :
الأول: الكلمة أو الرسالة المراد تشفيرها وتسمي (plaintext).
الثاني : مفتاح يُسمى مفتاح التشفير، أو المفتاح (key)، وهذا المفتاح يدخل في معادلة مع ال (plaintext) لإخراج ما يسمَّى ب الرسالة المشفرة (ciphertext).
والثالث بحيث لن يتم الوصول إلي الرسالة الأصلية إلّا بعكس المعادلة الرياضية باستخدام نفس المفتاح ومن يمتلك هذا المفتاح هو الشخص المراد ارسال الرساله اليه ودعني اشرح لك بمثال بسيط علي شفرة القيصر حيث ان شيفرة القيصر هي وسيلة لتشفير النصوص، هذه الشفرة شاع استخدامها قديما ويُعتقد أن يوليوس قيصر كان أول من استخدم هذه الوسيلة وأسلوبها بسيط بحيث اذا كنت تريد تشفير كلمة ما عليك في كل حرف تختاره اجتيار حرفان وتختار الثالث وهذا هو مفتاح التشفير key مثلا :
كلمة HELLO اذا اردانا تشفيرها علينا ان نأخذ كل حرف مفردا مثل حرف H ونقوم بتجاوز الحرفان اللذان يتبعانه في ترتيب الحروف الانجليزية ونختار الثالث حيث يكون الحرف المراد هو K و بعدها الحرف E الذي سيكون H وهكذا حتي تكون كلمة HELLO هي KHOOR وعندما تريد اعدتها الي نصها الاصلي تقوم بعكس مفتاح التشفير اي عند كل حرف يقابلك في النص المشفر تعود حرفان اللي الخلف وتختار الثالث وهكذا
وتنقسم اساليب التشفير الي التشفير القديم او الكلاسيكي والتشفير الحديث :
التشفير الكلاسيكي :
يعتمد هذا التصنيف في أسلوب التشفير على أحد الأمرين أو التقنيتين التاليين :
– تبديل الأحرف أو Subtitution : وهو عبارة عن عملية تبديل الأحرف أو الرموز في النص او البيانات المراد تشفيرها لأحرف أو رموز أخرى ومثال ذلك أن يتم تغيير الحرف A للحرف X والحرف B لحرف آخر. وحتى يتم فك تشفير هذه البيانات المشفرة على الشخص أن يكون على دراية بطريقة تحويل هذه الأحرف كما رأينا في شفرة القيصر.
– تبديل أماكن الأحرف أو Transposition : وهي عملية إعادة ترتيب الأحرف والأرقام والرموز في النص او البيانات المراد تشفيرها ووضعها في مكان مختلف عن مكانها الأصلي في النص أو البيانات.
عيوب التشفير الكلاسيكي :
لا يتم تشفير الفراغات في النصوص أو البيانات المراد تشفيرها والتي تساعد في التسهيل على المخترق الذي يرغب في معرفة النص الأصلي في فك التشفير.
لا يدعم كل اللغات مثل اللغة العربية فهي ليست مدعومة في هذا التشفير.
لا يتم تشفير الأحرف الخاصة والأرقام ويتم استثناءها مثل : $و%و& وغيرها.
يمكن فك التشفير بسهولة بواسطة عدة أساليب وتقنيات.
ومن اشهرها :
ROT13 Cipher
Caesar Cipher
Vigenère and Gronsfeld Cipher اعقدهم
Base64 Cipher
التشفير الحديث :
يعتبر هذا النوع من أنواع التشفير احد الأمور الأساسية التي يعتمد عليها أمن المعلومات. حيث يعتمد بشكل كبير (التشفير الحديث) على مفاهيم مختلفة من الرياضيات مثل نظرية الأعداد و نظرية الإحتمالات وغيرها ويستخدم في هذا الصنف مفاتيح خاصة للتشفير وفك التشفير.
هنالك تقنيتين أو طريقتين يتم استخدامهما للتشفير بهذا النوع. حيث تعتمد كل طريقة على أنواع وطبيعة مفاتيح التشفير وهما كالآتي :
– التشفير المتماثل Symmetric : حيث يتم في هذه الطريقة استخدام مفتاح واحد للتشفير ولفك التشفير, أي أن نفس المفتاح الذي استخدم في عملية التشفير هو نفسه الذي يستخدم في فك التشفير.
– التشفير الغير متماثل Asymmetric : حيث يتم في هذه الطريقة استخدام مفتاحي تشفير, الأول لإجراء عملية التشفير والثاني لإجراء عملية فك التشفير.
و لكل تقنية من هاتين التقنيتين ميزات وعيوب حيث تتميز تقنية التشفير المتماثل عن الغير متماثل بأنها أسرع وأقل تعقيداً الا أن تقنية التشفير الغير متماثل تعتبر أفضل من حيث إدارة مفاتيح التشفير وفك التشفير.
من اشهرها :
Symmetric :
Blowfish
AES-256
AES-128
Asymmetric :
RSA
DSA
TLS/SSL protocol
أخيراً يمكن تلخيص الإختلافات الرئيسية بين كل من التشفير الكلاسيكي والتشفير الحديث فيما يلي :
.يعتمد التشفير الكلاسيكي على إجراء التعديلات على الأحرف بينما يعتمد التشفير الحديث على إجراء عمليات على الأرقام الثنائية (0,1).
. يعتمد التشفير الكلاسيكي على الغموض وإبقاء طريقة التشفير مخفية وغامضة ومعروفة فقط لدى المرسل والمستقبل أما التشفير الحديث فيعتمد على خوارزميات رياضية معروفة للجميع ويتم حماية البيانات من خلال مفتاح تشفير سري.
. يلزم أن يتم معرفة نظام التشفير بشكل كامل لإرسال البيانات المشفرة بين الطرفين في التشفير الكلاسيكي أما في التشفير الحديث فيلزم فقط مفتاح التشفير.