ما هي التشفير؟ العلم الذي يضمن خصوصيتك الرقمية

كلما دخلت إلى حسابك المصرفي، أرسلت رسالة خاصة أو قمت بمعاملة عبر الإنترنت، يعمل شيء غير مرئي لكنه قوي في الخلفية: التشفير. لكن، هل تعرف حقًا ما هو وكيف يحمي بياناتك؟ دعنا نكتشف ذلك.

التشفير في حياتك اليومية

ربما لم تكن تعلم، لكن التشفير موجود في كل مكان:

• القفل الأخضر (HTTPS) في متصفحك هو تشفير يحميك
• رسائلك في واتساب أو سيجنال مشفرة من طرف إلى طرف
• كلمة مرور حسابك البنكي تنتقل مشفرة عبر الإنترنت
• المعاملات بالعملات الرقمية مثل البيتكوين تعمل بفضل التشفير
• حتى شبكة Wi-Fi في منزلك تستخدم خوارزميات تشفير

بدونه، سيكون التجارة الإلكترونية مستحيلة، والاتصالات ستكون مكشوفة، ولن توجد تقنية البلوكتشين.

ماذا يعني “التشفير” حقًا؟

التشفير يأتي من اليونانية: “kryptos” (مخفي) + “graphia” (كتابة). حرفيًا يعني “كتابة مخفية”. لكن، في العصر الرقمي، هو أكثر من ذلك بكثير.

التشفير هو العلم الذي يضمن:

• السرية: فقط من يجب أن يقرأ الرسالة يمكنه ذلك
• السلامة: لم تتغير الرسالة أثناء النقل
• التحقق من الهوية: تتأكد أن المرسل هو فعلاً من يدعي
• عدم الإنكار: لا يمكن للمرسل أن ينكر أنه أرسل الرسالة

طريقة بسيطة لفهمه: تخيل أنك تريد إرسال سر إلى صديق. تحوّل كل حرف إلى الحرف التالي في الأبجدية (A→B، B→C، وهكذا). فقط صديقك، الذي يعرف هذه القاعدة، يمكنه فك الشفرة. هذا هو التشفير الأساسي.

من شفرة قيصر إلى العالم الكمّي: رحلة عبر الزمن

التشفير ليس جديدًا. على مدى آلاف السنين، حاول البشر حماية أسرارهم.

القدماء: كان المصريون يستخدمون الرموز الهيروغليفية المشفرة. اليونانيون اخترعوا “السكيتالا” الاسبرطانية: عصا يلفون عليها ورق البردي. كانت الرسالة مقروءة فقط عند لف الورق على عصا بنفس السمك.

العصور الوسطى وعصر النهضة: كان شفرة قيصر (القرن الأول قبل الميلاد) بسيطة وفعالة: تحريك كل حرف بعدد ثابت من المواضع. سهلة الكسر، لكنها كانت ثورية في وقتها. كان شفرة فيجنير (القرن السادس عشر) أكثر تطورًا واعتُبرت “غير قابلة للكسر” لمدة 300 سنة.

الحرب العالمية الثانية: كانت آلة إنغما الألمانية نقطة تحول. كانت تجمع بين بكرات لإنشاء ملايين التركيبات. تمكن الحلفاء (بما في ذلك آلان تورينج) من كسرها، وكان ذلك عاملاً حاسمًا في الحرب.

العصر الرقمي: في 1976، أحدث ديفيه وهيلمان ثورة مع التشفير بالمفتاح العام. وسرعان ما جاء RSA، الخوارزمية التي لا تزال أساسية حتى اليوم. في السبعينيات ظهر DES، وفي عام 2000 أصبح AES المعيار العالمي.

الآن نواجه التحدي القادم: الحاسوب الكمّي قد يكسر الخوارزميات الحالية، ولهذا يُطوّر التشفير بعد الكم.

النهجان الرئيسيان: التشفير المتماثل مقابل غير المتماثل

هناك طريقتان أساسيتان لتشفير المعلومات:

التشفير المتماثل (مفتاح سري)

كيف يعمل: نفس المفتاح يقوم بالتشفير وفك التشفير.

تشبيه: مفتاح عادي يفتح ويغلق بابًا.

المزايا: سريع جدًا، مثالي لتشفير كميات كبيرة من البيانات.

العيوب: كيف تتشارك المفتاح بدون أن يلتقطه أحد؟

أمثلة: AES، DES، Blowfish

التشفير غير المتماثل (مفتاح عام)

كيف يعمل: لديك مفتاحان مرتبطان رياضيًا: واحد عام (ليتم التشفير به) وآخر خاص (للفك).

تشبيه: صندوق بريد به فتحة. يمكن لأي شخص إيداع رسالة (باستخدام المفتاح العام)، لكن فقط المالك بالمفتاح الخاص (يستطيع فتحه.

المزايا: يحل مشكلة تبادل المفاتيح بشكل آمن. يتيح التوقيعات الرقمية.

العيوب: أبطأ من التشفير المتماثل.

أمثلة: RSA، ECC )التشفير باستخدام المنحنى الإهليلجي(

في الممارسة: يُستخدمان معًا. HTTPS، على سبيل المثال، يستخدم التشفير غير المتماثل لتبادل المفاتيح ثم ينتقل إلى التشفير المتماثل لتشفير البيانات بسرعة.

الخوارزميات التي تحمي الإنترنت

) AES ###المعيار المتقدم للتشفير(

المعيار العالمي للتشفير المتماثل. يستخدم كتل من 128 بت ومفاتيح من 128، 192 أو 256 بت. من المستحيل تقريبًا كسره باستخدام التكنولوجيا الحالية.

) RSA

يعتمد على صعوبة تحليل الأعداد الضخمة. يُستخدم لتبادل المفاتيح، التوقيعات الرقمية، وهو أساس العديد من شهادات SSL/TLS.

SHA ###خوارزمية التجزئة الآمنة(

وظائف التجزئة تخلق “بصمة رقمية” للبيانات. SHA-256 مهمة بشكل خاص في البلوكتشين والبيتكوين.

الخصائص الأساسية للتجزئة:

• أحادية الاتجاه: من المستحيل استرجاع البيانات الأصلية من التجزئة
• حتمية: نفس الإدخال يعطي نفس النتيجة دائمًا
• تأثير الانفجار: أدنى تغيير يعطي تجزئة مختلفة تمامًا
• مقاومة التصادمات: من المستحيل تقريبًا العثور على بياناتين لهما نفس التجزئة

أين ترى التشفير اليوم؟

) في متصفحك ###HTTPS/TLS(

هذا القفل الأخضر يعني أن اتصالك محمي. يتبادل متصفحك والخادم المفاتيح غير المتماثلة، ثم يشفّران بشكل متماثل. كلمات المرور، البيانات البنكية، ومعلومات البطاقات تنتقل محمية.

) في المراسلة ###تشفير من طرف إلى طرف(

Signal، واتساب وغيرها من التطبيقات تستخدم E2EE. حتى الخادم لا يمكنه رؤية رسائلك. أنت والمستلم فقط من يقرأها.

) في العملات الرقمية والبلوكتشين

البيتكوين والإيثيريوم يعتمدان كليًا على التشفير:

• تُولد العناوين باستخدام وظائف التجزئة والتوقيعات
• تُتحقق المعاملات رياضيًا
• تُربط الكتل باستخدام التجزئات، مكونة سلسلة لا يمكن تعديلها
• العقود الذكية محمية بالتوقيع الرقمي

بدون التشفير، لن تكون تقنية البلوكتشين موثوقة أو شفافة.

في البنوك

TLS/SSL يحمي معاملاتك البنكية عبر الإنترنت. شرائح EMV في البطاقات تستخدم خوارزميات تشفير. الصرافات تُشفر رقم التعريف الشخصي (PIN). عمليات الدفع تُوثق رياضيًا في كل خطوة.

في الشركات

قواعد البيانات المشفرة، VPN للوصول عن بعد، البريد الإلكتروني المشفر، التوقيعات الرقمية في المستندات، أنظمة إدارة الوصول المبنية على التشفير. كل بنية تكنولوجيا المعلومات الحديثة تعتمد عليها.

التحدي الكمّي وتشفير المستقبل

قد تكسر حاسوب كمّي قوي بما فيه الكفاية RSA و ECC باستخدام خوارزمية شور. فماذا بعد؟

هناك حلان ناشئان:

التشفير بعد الكم ###PQC(

خوارزميات جديدة مقاومة للهجمات الكمّية. تعتمد على مسائل رياضية مختلفة: شبكات التشفير، الشفرات، المعادلات متعددة الأبعاد. تعمل NIST على توحيد المعايير لأفضل المرشحين.

) توزيع المفاتيح الكمّي ###QKD(

يستخدم مبادئ ميكانيكا الكم. أي محاولة لاعتراض المفتاح تدمره، وتنبه المستخدمين. هو ليس تشفيرًا بحد ذاته، بل طريقة آمنة جدًا لمشاركة المفاتيح.

هاتان التقنيتان موجودتان بالفعل في مشاريع تجريبية. السباق في بدايته.

التشفير مقابل الستيجانوجرافي: الفرق

• التشفير: يخفي محتوى الرسالة. يظهر أن هناك شيء مشفر.
• الستيجانوجرافي: يخفي وجود الرسالة. يخبئها داخل صورة، صوت أو فيديو عادي.

غالبًا ما يُستخدمان معًا: يُشفر أولاً، ثم يُخفي.

إذا أردت العمل في هذا المجال

الطلب على خبراء التشفير ينمو بشكل هائل. مجالات العمل الممكنة:

• باحث/مُشفر: يطور خوارزميات وبروتوكولات جديدة
• مهندس أمن المعلومات: ينفذ حلول التشفير
• مُحلل التشفير: يكتشف الثغرات في الأنظمة
• مطور آمن: يستخدم واجهات برمجة التطبيقات التشفيرية بشكل صحيح
• مُختبر اختراق: يختبر أمان الأنظمة

تحتاج: رياضيات قوية، برمجة )Python، C++، Java(، تفكير تحليلي، تعليم مستمر.

الجامعات الرائدة )MIT، ستانفورد، ETH زيورخ( لديها برامج قوية. المنصات الإلكترونية )Coursera، edX( تقدم دورات. الطلب مرتفع والأجور تتجاوز متوسط تكنولوجيا المعلومات.

ماذا لو وجدت خطأ في التشفير؟

“خطأ في التشفير” مصطلح عام. الأسباب المحتملة: شهادة منتهية، برمجيات قديمة، إعدادات غير صحيحة.

الحلول:

• أعد تشغيل البرنامج/الحاسوب
• تحقق من تاريخ الشهادة
• حدث المتصفح، نظام التشغيل، الأجهزة التشفيرية
• راجع الإعدادات
• جرب متصفحًا آخر
• اتصل بالدعم الفني

الخلاصة: لماذا يجب أن تفهم هذا؟

التشفير ليس فقط للخبراء. هو التقنية الأساسية التي تضمن خصوصيتك على الإنترنت، وتحمي أموالك، وتحفظ أسرارك، وتجعل البلوكتشين ممكنًا.

من الأرقام القديمة إلى الكمّي، ومن HTTPS إلى البيتكوين، التشفير يغير باستمرار كيف نعيش رقميًا.

لا تحتاج لحفظ خوارزميات، لكن فهم وجوده، وكيف يعمل بشكل عام، ولماذا هو ضروري، يجعلك مستخدمًا رقميًا أكثر أمانًا ووعيًا.

في المرة القادمة التي ترى فيها القفل الأخضر في متصفحك أو تتلقى رسالة مشفرة، ستعرف بالضبط ما يحدث وراء الكواليس: التشفير يعمل بصمت ليحميك.