طريقتان في التشفير: كيف تحمي بياناتك من خلال التشفير المتماثل وغير المتماثل

في عالم الرقمية اليوم، ينقسم التشفير إلى فرعين رئيسيين: تشفير المفتاح المتماثل والتشفير غير المتماثل. كلتا الطريقتين لهما مزاياها، لكنهما تعالجان مشكلة مركزية مختلفة تمامًا - واحدة تسعى إلى السرعة، والأخرى تسعى إلى الأمان.

أين يكمن الاختلاف الأساسي؟

الفرق بين التشفير المتماثل والتشفير غير المتماثل بسيط لكنه حاسم: الأول يستخدم مفتاحًا واحدًا للتشفير وفك التشفير، بينما يحتاج الثاني إلى مفتاحين مختلفين مرتبطين. هذه الفروق البسيطة تحدد طريقة عملها بالكامل وخصائص الأمان الخاصة بها.

كيف يعمل المفتاح السري

في أنظمة التشفير، يُعتبر المفتاح في جوهره سلسلة من بتات تستخدم لتشفير وفك تشفير المعلومات.

مبدأ عمل التشفير المتماثل واضح جداً: يمكنك استخدام نفس المفتاح لقفل الباب وفتحه. إذا أرادت كاثرين إرسال معلومات سرية إلى ماكس باستخدام التشفير المتماثل، يجب عليها أيضاً إرسال المفتاح له. لكن هنا يكمن الخطر - إذا تم اعتراض المفتاح أثناء النقل، يمكن للمهاجم قراءة كل المحتوى المشفر.

التشفير غير المتماثل يختلف تمامًا. في هذا النظام:

• المفتاح العام: يُستخدم للتشفير، ويمكن مشاركته علنًا
• المفتاح السري：يستخدم لفك التشفير، يجب أن يبقى سرياً بشكل صارم

إذا كانت كاترين ترغب في إرسال رسالة إلى ماكس باستخدام التشفير غير المتماثل، فإنها تقوم بتشفيرها باستخدام المفتاح العمومي لماكس، ولا يمكن فك تشفيرها إلا من قبل ماكس الذي يمتلك المفتاح السري المقابل. حتى لو قام المهاجم باعتراض الرسالة والمفتاح العمومي، فلن يتمكن من فك تشفير المحتوى - هذه هي الميزة الأمنية التي يوفرها التشفير غير المتماثل.

سر طول المفتاح السري

تختلف طريقتان من التشفير بشكل كبير في طول المفتاح، مما يؤثر مباشرة على الأمان.

عادةً ما يكون طول المفتاح المتماثل 128 أو 256 بت، وهو قصير نسبيًا. بينما يجب أن تكون المفاتيح غير المتماثلة أطول بكثير نظرًا لأنها تحتاج إلى إقامة علاقة رياضية (وهذا هو المكان الذي قد يستغل فيه المهاجمون) - عادةً ما تكون 2048 بت أو أطول. من المثير للاهتمام أن قوة الأمان التي يوفرها مفتاح متماثل بطول 128 بت تعادل قوة الأمان لمفتاح غير متماثل بطول 2048 بت.

لكل شيء مميزاته وعيوبه

مزايا تشفير المفتاح المتماثل:

• سرعة الحساب سريعة
• يحتل قدرة معالجة أقل
• مناسب لحماية كميات كبيرة من البيانات

عيوب تشفير المفتاح المتماثل:

• توزيع المفتاح السري صعب - يحتاج إلى نقل المفتاح السري بأمان إلى جميع الأطراف المعنية
• بمجرد تسريب المفتاح السري، ستظهر جميع الاتصالات

مزايا التشفير غير المتماثل:

• تم حل مشكلة توزيع المفتاح السري بشكل كامل
• يمكن مشاركة المفتاح العام بحرية دون الحاجة إلى السرية
• أمان أعلى

عيوب التشفير غير المتماثل:

• أبطأ بكثير
• استهلاك كميات كبيرة من موارد الحوسبة
• طول المفتاح السري كبير

كيف يتم تطبيقها

تطبيقات التشفير المتماثل

لأن السرعة العالية، يُستخدم التشفير المتماثل على نطاق واسع لحماية البيانات الكبيرة. تتبنى الحكومة الأمريكية AES (معيار التشفير المتقدم) لتشفير المعلومات السرية والسرية. تم إصدار DES (معيار التشفير البياني) في السبعينات، لكنه يعتبر الآن غير آمن.

تطبيقات التشفير غير المتماثل

عندما يحتاج العديد من المستخدمين إلى تبادل المعلومات المشفرة ولا توجد متطلبات صارمة للسرعة، فإن التشفير غير المتماثل يكون أكثر ملاءمة. البريد الإلكتروني المشفر هو حالة نموذجية - يقوم المُرسل بتشفير باستخدام المفتاح العام للمستلم، ويقوم المستلم بفك التشفير باستخدام مفتاحه السري.

الخطة المختلطة - الخيار الأمثل في الواقع

في الواقع، تستخدم العديد من الأنظمة الحديثة نوعين من التشفير في نفس الوقت. يعد SSL (طبقة المنافذ الآمنة) وTLS (بروتوكول الأمان على طبقة النقل) من هذه البروتوكولات المختلطة التي توفر الأمان للاتصالات عبر الإنترنت. من الجدير بالذكر أن SSL تم التعرف عليه على أنه غير آمن وينبغي التوقف عن استخدامه؛ بينما يتمتع TLS بالثقة على نطاق واسع، حيث تستخدمه جميع المتصفحات الرائدة.

الحقيقة في عالم التشفير

يلعب التشفير دورًا مهمًا في محافظ التشفير. عندما يقوم المستخدمون بإعداد حماية بكلمة مرور، فإنهم في الواقع يقومون بتشفير المفتاح السري الذي يتيح الوصول إلى ملفات المحفظة.

لكن هناك سوء فهم شائع هنا: البيتكوين والعملات المشفرة الأخرى تستخدم بالفعل أزواج المفاتيح العامة والخاصة، لكن هذا لا يعني أنها تستخدم التشفير غير المتماثل. لماذا؟ لأن التشفير غير المتماثل له استخدامان رئيسيان - التشفير والتوقيع الرقمي. يمكن أن توجد التوقيعات الرقمية دون الحاجة إلى التشفير.

كمثال على البيتكوين، فإنه يستخدم ECDSA (خوارزمية التوقيع الرقمي المنحني البياني)، وهي خوارزمية توقيع رقمي ولا تشمل عملية التشفير. بالمقارنة، يمكن استخدام RSA للتشفير وكذلك للتوقيع الرقمي، لكن ECDSA هو خطة توقيع بحتة.

الأفكار الأخيرة

تشفير المفتاح المتماثل والتشفير غير المتماثل هما ركيزتان أساسيتان لأمان البيانات الحديثة. لا يوجد انتصار مطلق، بل فقط توافق بين السيناريوهات - اختر المتماثل للحاجة إلى السرعة، واختر غير المتماثل للحاجة إلى الأمان، والنظم المعقدة تستخدم كلاهما. مع تطور علم التشفير وظهور تهديدات جديدة، ستظل هاتان المنظومتان من المفاتيح تحتفظان بمكانة مركزية في أمان الحواسيب.