هل سبق لك أن أقفلت دراجتك على عمود، ثم نسيت الرقم السري فيما بعد؟ هذا يشبه إلى حد ما التشفير. لديك شيء يمكنك فتحه إذا كان لديك المفتاح الصحيح.
تخيل الآن تحطيم هذا القفل إلى قطع لا يمكن التعرف عليها. هذا هو التجزئة. لا يمكنك إعادة تجميعها مهما حدث.
دعنا نستكشف التشفير مقابل التجزئة، ونفك رموز الاختلافات بينهما، ونفهم سبب أهميتهما في عالمنا الذي يعتمد على التكنولوجيا. استعد، فأنت على وشك أن تصبح خبيراً في الأمن السيبراني.
جدول المحتويات
ما هو التشفير؟
من المحتمل أنك سمعت عن التشفير، ولكن ما هو بالضبط؟ ببساطة، إنه ببساطة تحويل البيانات إلى رمز لمنع الوصول غير المصرح به، ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك بكثير.
التشفير هو تقنية معقدة وأساسية تستخدم خوارزميات لتحويل المعلومات إلى تنسيق غير قابل للقراءة، مما يضمن سرية البيانات أثناء النقل أو التخزين.
سنشرح في الأقسام القليلة القادمة كيفية عمل التشفير، وسنستكشف الخوارزميات الشائعة المستخدمة، وسنقدم أمثلة واقعية لمساعدتك على فهم تطبيقاتها العملية.
كيف يعمل التشفير؟
التشفير بمثابة قبو آمن لمعلوماتك الرقمية. عندما ترسل بياناتك عبر الإنترنت، سواء كانت رسالة أو تفاصيل شخصية، فإن التشفير يحولها إلى رمز يستحيل على الأطراف غير المصرح لها فك تشفيره.
إنه نظام تشفير متطور، يضمن أن المتلقي المقصود فقط هو الذي يمكنه فهم المعلومات.
تخيل أنك تتسوق عبر الإنترنت أو تتحقق من حسابك المصرفي. عندما ترى كلمة “https” في عنوان الموقع الإلكتروني، فهذه إشارة إلى أن التشفير يعمل. يشير إلى أن بياناتك يتم تشفيرها إلى رمز سري أثناء انتقالها بين جهازك وخادم الموقع الإلكتروني. حتى إذا حاول شخص ما اعتراض هذه البيانات، فكل ما سيحصل عليه هو سلاسل عشوائية من الأحرف.
إليك كيفية حدوث عملية التشفير خطوة بخطوة على الويب:
- يتصل المستخدم بموقع ويب: عند زيارة موقع ويب آمن (يبدأ عنوان URL بـ “https://”)، يطلب متصفحك من خادم الموقع إنشاء اتصال آمن.
- يرسل الخادم مفتاحه العام: يستجيب خادم الموقع الإلكتروني بإرسال مفتاحه العام إلى متصفحك.
- يتحقق المستعرض من الشهادة: يوفر الخادم أيضًا شهادة رقمية، يتحقق المتصفح من صحتها للتأكد من أنها شرعية.
- يقوم المستعرض بإنشاء مفتاح جلسة عمل: يقوم المستعرض الخاص بك بإنشاء مفتاح متماثل عشوائي (مفتاح جلسة العمل) لجلسة العمل المحددة هذه.
- التشفير باستخدام المفتاح العمومي: يقوم المتصفح بتشفير مفتاح جلسة العمل بالمفتاح العمومي للخادم ويرسله إلى الخادم.
- يقوم الخادم بفك تشفير مفتاح جلسة العمل: يستخدم الخادم مفتاحه الخاص لفك تشفير مفتاح جلسة العمل.
- تم إنشاء اتصال آمن: والآن، يمتلك كل من المتصفح والخادم مفتاح الجلسة نفسه لهذه الجلسة، ويستخدمانه لتشفير وفك تشفير البيانات المتبادلة أثناء زيارتك للموقع الإلكتروني.
- نقل آمن للبيانات: يتم تشفير جميع البيانات المنقولة بين المتصفح والخادم باستخدام مفتاح الجلسة، مما يضمن خصوصية وسلامة المعلومات.
ما هي خوارزميات التشفير الأكثر شيوعًا؟
يستخدم التشفير إجراءات أو قواعد رياضية تعرف باسم خوارزميات التشفير لتحويل النص العادي إلى نص مشفر. ينشأ تنوع خوارزميات التشفير من الحاجة إلى تلبية متطلبات الأمان المختلفة.
إن خوارزمية التشفير المتماثل هي خوارزمية شائعة. يستخدم نفس المفتاح السري لكل من التشفير وفك التشفير، مما يضمن عملية مباشرة.
اثنان من خوارزميات التشفير المتماثل الأكثر شيوعًا هما معيار تشفير البيانات (DES) ومعيار التشفير المتقدم (AES). كانت DES، على الرغم من قدمها، طريقة شائعة لتشفير البيانات. من ناحية أخرى، فإن AES هو معيار الصناعة في الوقت الحالي، وهو معيار معتمد على نطاق واسع لقوته ضد الهجمات.
RSA (RIVEST-Shamir-Adleman) هي خوارزمية تشفير أخرى غير متماثلة مستخدمة على نطاق واسع في تشفير المفتاح العام. يستخدم زوج من المفاتيح: مفتاح عام للتشفير ومفتاح خاص لفك التشفير. لا يمكن فك تشفير الرسائل المشفرة باستخدام المفتاح العام إلا باستخدام المفتاح الخاص المقابل، والعكس صحيح.
لقد كتبنا بالفعل دليلاً شاملاً عن خوارزميات التشفير. اطلع عليها للحصول على نظرة عامة متعمقة.
ما هي بعض الأمثلة على التشفير؟
سواء كنت ترسل رسائل، أو تجري معاملات عبر الإنترنت، أو تخزن البيانات، يجب عليك تشفير المعلومات في الفضاء الرقمي اليوم. فيما يلي أمثلة عملية للتشفير في العمل:
- الاتصال الآمن (تشفير المفتاح العام): يُستخدم التشفير غير المتماثل، بمفاتيحه العامة والخاصة، بشكل شائع في تطبيقات المراسلة وخدمات البريد الإلكتروني ومنصات التواصل عبر الإنترنت لتشفير البيانات وحماية سرية المستخدم.
- الخدمات المصرفية عبر الإنترنت (تشفير SSL/TLS): عند الوصول إلى حسابك المصرفي أو إجراء معاملاتك المصرفية عبر الإنترنت، يضمن التشفير أمان معلوماتك المالية، مثل أرقام الحسابات وتفاصيل المعاملات.
- الشبكات الخاصة الافتراضية (VPN) (النفق وتشفير البيانات): تستخدم الشبكات الخاصة الافتراضية (VPN) مزيجًا من بروتوكولات النفق (مثل IPSec أو OpenVPN) للاتصال الآمن والتشفير لحماية البيانات أثناء النقل.
- تخزين الملفات والخدمات السحابية (تشفير AES): يُستخدم معيار التشفير المتقدم، مع مفتاح التشفير الفردي، بشكل شائع لسلامة الملفات والبيانات المخزنة في السحابة.
- الاتصالات الحكومية والعسكرية (AES و RSA وغيرها): غالبًا ما تتضمن الوكالات الحكومية مثل وكالة الأمن القومي (NSA) والاتصالات العسكرية العديد من أساليب التشفير، بما في ذلك RSA وغيرها من الخوارزميات المتطورة. تعمل هذه التقنيات على حماية المعلومات والاتصالات الحساسة المهمة للأمن القومي.
تساعدك هذه الأمثلة على فهم الدور الحاسم الذي يلعبه التشفير في سلامة البيانات وحمايتها. والآن، لننتقل إلى التجزئة.
ما هو التجزئة؟
التجزئة هي عملية تحويل بيانات المدخلات المميزة (أو “الرسالة”) ذات الحجم العشوائي إلى سلسلة أحرف ذات حجم ثابت، والتي عادةً ما تكون سلسلة من الأرقام والحروف. يتم إنشاء المخرجات، التي يشار إليها عادةً باسم قيمة التجزئة أو رمز التجزئة، بواسطة دالة تجزئة. تم تصميم دوال التجزئة لتكون سريعة وفعالة، ويجب أن تنتج قيم تجزئة فريدة لمدخلات مختلفة.
كيف تعمل التجزئة؟
دعونا نحلل مفهوم التجزئة بمصطلحات بسيطة
أولاً، يمكنك تحديد خوارزمية تجزئة مناسبة، مثل SHA-256 أو MD5. ثم، قم بتطوير دالة تجزئة. ستقوم دالة التجزئة بتحويل بيانات الإدخال إلى قيمة تجزئة ذات طول ثابت.
والآن، لنأخذ البيانات التي تحتاج إلى تجزئتها. يمكن أن تكون كلمة مرور أو مستند أو أي معلومات أخرى، وتطبيق دالة التجزئة على بيانات الإدخال. تقوم دالة التجزئة بمعالجة البيانات، وإنشاء قيمة تجزئة فريدة كمخرجات.
الناتج الناتج من دالة التجزئة هو قيمة التجزئة، وهي سلسلة من الأحرف، عادةً ما تكون بتنسيق سداسي عشري، بطول ثابت. سيؤدي تجزئة نفس البيانات المدخلة باستخدام نفس الخوارزمية ودالة التجزئة إلى الحصول على نفس قيمة التجزئة باستمرار. تضمن هذه الخاصية الحتمية إمكانية التنبؤ.
حتى أي تغيير طفيف في البيانات المدخلة يؤدي إلى قيمة تجزئة مختلفة إلى حد كبير. تضمن هذه الخاصية التفرد بين رموز التجزئة لمجموعات مختلفة من البيانات.
تعمل رموز التجزئة كمعرّفات فريدة، مما يتيح إجراء مقارنات حاسوبية فعالة لتحديد ما إذا كانت البيانات متطابقة أو مختلفة.
تنتج الدالة قيمة تجزئة بطول ثابت، بغض النظر عن حجم البيانات المدخلة. يعمل هذا التنسيق الموحد على تبسيط عمليات التخزين والمقارنة.
في سيناريوهات محددة، يمكنك استخدام مجاميع التجزئة، وهي شكل متخصص من أشكال قيمة التجزئة، لتوفير ملخص مكثف لمجموعات البيانات الشاملة.
ما هي خوارزميات التجزئة الأكثر شيوعاً؟
إن خوارزميات التجزئة حاضرة دائمًا في علوم الكمبيوتر والتشفير لأغراض مختلفة، بما في ذلك التحقق من سلامة البيانات، وتخزين كلمات المرور، والتوقيعات الرقمية. فيما يلي بعض خوارزميات التجزئة الأكثر شيوعًا:
- MD5 (خوارزمية هضم الرسائل 5): تنتج MD5 قيمة تجزئة 128 بت، وعادةً ما يتم تقديمها كرقم سداسي عشري مكون من 32 حرفًا. ومع ذلك، يُعتبر MD5 معطلاً من الناحية التشفيرية وغير مناسب للاستخدام مرة أخرى بسبب نقاط الضعف التي تسمح بهجمات التصادم.
- SHA-1 (خوارزمية التجزئة الآمنة 1): تنتج SHA-1 قيمة تجزئة 160 بت. مثل MD5، يعتبر SHA-1 أيضًا ضعيفًا وعرضة لهجمات مختلفة وهو الآن عفا عليه الزمن.
- SHA-256 و SHA-384 و SHA-512: جزء من عائلة SHA-2 وتعتبر أكثر أمانًا من MD5 و SHA-1، تنتج SHA-256 تجزئة 256 بت، وهي خوارزمية التجزئة القياسية المستخدمة اليوم في التوقيعات الرقمية وإنشاء الشهادات.
- SHA-3 (خوارزمية التجزئة الآمنة 3): تقدم خوارزمية SHA الأحدث هذه بنية داخلية مختلفة عن SHA-2 وتوفر مجموعة من دوال التجزئة بأحجام مخرجات مختلفة.
- الدوامة: الدوامة هي دالة تجزئة تنتج قيمة تجزئة 512 بت. وهي ليست مستخدمة على نطاق واسع مثل الخوارزميات الأخرى ولكنها تعتبر آمنة.
ما هي بعض الأمثلة على التجزئة؟
- في عملية التحقق من سلامة البيانات، يضمن التجزئة عدم التلاعب بالبيانات. قبل الإرسال أو التخزين، يتم حساب قيمة تجزئة البيانات الأصلية (المجموع الاختباري) وإرسالها مع البيانات. عند الاسترجاع، يتم إعادة حساب التجزئة ومقارنتها، والتحقق من سلامة البيانات.
- بالنسبة لتخزين كلمات المرور، يضيف التجزئة طبقة من الأمان من خلال تخزين قيم تجزئة كلمات المرور بدلاً من كلمات المرور الفعلية. أثناء تسجيل الدخول، يتم تجزئة كلمة المرور التي تم إدخالها ومقارنتها بالتجزئة المخزنة، مما يقلل من المخاطر في حالة حدوث اختراق للبيانات.
- تستخدم التواقيع الرقمية التجزئة لإنشاء تجزئة لرسالة أو مستند، والتي يتم تشفيرها بعد ذلك بمفتاح خاص. يمكن للمستلمين التحقق من المصداقية باستخدام المفتاح العام للمرسل.
- يخزن التخزين المؤقت النتائج المحسوبة مسبقًا لاسترجاعها بسرعة، باستخدام قيم التجزئة كمفاتيح. يعمل هذا على تحسين الأداء، حيث يتم الرجوع إلى ذاكرة التخزين المؤقت باستخدام قيمة التجزئة عندما يتطابق طلب جديد مع إدخال سابق.
- وأخيرًا، في سلسلة الكتل، تحتوي كل كتلة على تجزئة للكتلة السابقة، مما يشكل سلسلة غير منقطعة. يضمن هذا التصميم مقاومة العبث، حيث يتطلب تغيير كتلة واحدة تغيير جميع الكتل اللاحقة.
والآن، لنرى كيف يختلف التجزئة عن التشفير.
ما الفرق بين التشفير والتجزئة؟
عند المقارنة بين التجزئة والتشفير، يكمن الاختلاف الرئيسي في إمكانية عكس العملية.
يقوم التشفير بتشفير البيانات بطريقة لا يمكن أن يقرأها سوى الأطراف المصرح لهم فقط. يستخدم خوارزمية ومفتاح لتحويل النص العادي إلى نص مشفر. والأهم من ذلك أن هذه العملية قابلة للانعكاس – فبإعطاء المفتاح الصحيح، يمكنك فك تشفير النص المشفر إلى نص عادي.
يتم استخدام التشفير عندما تكون المعلومات المخزنة بحاجة إلى استرجاعها في شكلها الأصلي، كما هو الحال عند إرسال رسائل بريد إلكتروني حساسة أو تخزين ملفات سرية.
من ناحية أخرى، التجزئة هي دالة أحادية الاتجاه. يأخذ مدخلات ويُرجع سلسلة ثابتة الحجم من البايتات، وعادةً ما تكون ملخصًا. على عكس التشفير، لا يتطلب التجزئة مفتاحًا، ولا يمكن عكس العملية.
لا يمكنك استعادة رسالتك الأصلية من قيمة التجزئة. عندما تقوم بإدخال كلمة المرور الخاصة بك، يقوم النظام بتجزئتها ومقارنة النتيجة بالتجزئة المخزنة. إذا كانت متطابقة، يتم منحك حق الدخول.
في التشفير، يؤدي أي تغيير طفيف في النص العادي إلى نص مشفر مختلف بشكل كبير. ولكن مع التجزئة، حتى تغيير بسيط في المدخلات سيؤدي إلى توليد تجزئة مختلفة تمامًا. تعمل هذه الخاصية، المعروفة باسم “تأثير الانهيار الجليدي”، على زيادة الأمان ضد الهجمات.
الأسئلة الشائعة
هل التجزئة أفضل من التشفير؟
التجزئة ليست أفضل أو أسوأ بطبيعتها من التشفير؛ فهي تخدم أغراضًا مختلفة. يُستخدم التجزئة في المقام الأول للتحقق من سلامة البيانات، بينما يركز التشفير على تأمين المعلومات من أجل السرية.
هل التجزئة هي نفسها التشفير؟
التجزئة والتشفير كلاهما من تقنيات التشفير. تعمل التجزئة على تحويل البيانات إلى سلسلة ذات قيمة ثابتة الطول لمهام مثل التحقق من سلامة البيانات، بينما يعمل التشفير على تأمين البيانات الحساسة من خلال تحويلات قابلة للعكس.
لماذا التجزئة غير قابلة للعكس؟
التجزئة غير قابلة للعكس لأنها تكثف البيانات في سلسلة ذات حجم ثابت، مما يلغي إمكانية استرجاعها.
هل يمكن تشفير البيانات المجزأة؟
لا، لا يمكن تشفير البيانات المجزأة. التجزئة هي عملية أحادية الاتجاه تقوم بتحويل البيانات بشكل لا رجعة فيه، مما يجعلها غير مناسبة للتشفير.
هل لا تزال التجزئة مستخدمة؟
نعم، لا تزال التجزئة مستخدمة على نطاق واسع، خاصة في مهام مثل تخزين كلمات المرور والتوقيعات الرقمية.
متى تستخدم التشفير مقابل التجزئة؟
استخدم التشفير عندما تحتاج إلى حماية البيانات بقصد فك التشفير لاحقًا واستخدم التجزئة عندما تريد تخزين البيانات والتحقق منها بأمان دون إمكانية عكسها.
التشفير مقابل التجزئة مقابل التشفير – ما الفرق بينهما؟
يقوم التشفير بتحويل البيانات باستخدام مفتاح، مما يجعلها غير قابلة للقراءة للمستخدمين غير المصرح لهم. يمكن عكسه باستخدام المفتاح الصحيح. تقوم التجزئة بإنشاء تجزئة ذات حجم ثابت من بيانات الإدخال، مما يوفر بصمة فريدة. إنه أحادي الاتجاه وغير قابل للعكس. يعمل الترميز على تحويل البيانات للتوافق ولكن يمكن عكسه بسهولة، ويخدم أغراض التنسيق وليس الأمان.
الخاتمة
باختصار، يعتمد أمن البيانات على مزيج من التشفير والتجزئة. يحافظ التشفير على سرية الأشياء، مما يجعل البيانات قابلة للقراءة باستخدام المفتاح الصحيح. يضمن التجزئة التكامل من خلال إنشاء رموز لا يمكن عكسها، بحيث تظل البيانات الأصلية آمنة.
فكر في الأمر مثل تجزئة كلمات المرور للحماية واستخدام التشفير للحفاظ على أمان البيانات الحساسة أثناء النقل أو التخزين. يؤدي الجمع بين هذه الطرق إلى تأمين البيانات الحساسة على الإنترنت المتغيرة باستمرار.
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
