في كل مرة تقوم فيها بتسجيل الدخول إلى موقع إلكتروني أو تنزيل برنامج أو إجراء عملية دفع عبر الإنترنت، تعمل دوال التجزئة خلف الكواليس للحفاظ على أمان بياناتك. تقوم هذه الأدوات الرياضية بتحويل المعلومات إلى سلاسل فريدة من الأحرف، مما يساعد على التحقق من كلمات المرور والتحقق من سلامة الملفات وتأمين المعاملات الرقمية.
تُعد دوال التجزئة أمرًا بالغ الأهمية في الأمن السيبراني الحديث، بدءًا من حماية بيانات اعتمادك إلى تشغيل تقنية البلوك تشين. دعنا نحلل دوال التجزئة، وكيفية عملها، وسبب أهميتها لمستخدمي الإنترنت العاديين.
جدول المحتويات
- ما هي دالة التجزئة؟
- كيفية عمل دوال التجزئة
- ما الذي يجعل دالة التجزئة آمنة حقًا
- خوارزميات التجزئة الشائعة
- كيف تعمل وظائف التجزئة على تشغيل العالم الحقيقي
- التجزئة مقابل التشفير: متى يتم التجزئة ومتى يتم التشفير؟
- قيود التجزئة ونقاط الضعف التي يجب أن تعرفها
- ورقة الغش في دالة التجزئة: حالات الاستخدام والخوارزميات الموصى بها
وفر 10% على شهادات SSL عند الطلب من SSL Dragon اليوم!
إصدار سريع، وتشفير قوي، وثقة في المتصفح بنسبة 99.99%، ودعم مخصص، وضمان استرداد المال خلال 25 يومًا. رمز القسيمة: SAVE10
ما هي دالة التجزئة؟
دالة تجزئة التشفير هي خوارزمية رياضية تأخذ البيانات من أي حجم وتحولها إلى سلسلة ثابتة الطول من الأحرف. فكر فيها كصانع بصمة رقمية. بغض النظر عن مدى كبر أو صغر حجم المدخلات، فإن المخرجات (تسمى قيمة التجزئة أو الملخص) ستكون دائمًا بنفس الطول.
ما يجعل دوال التجزئة فعالة للغاية هو طبيعتها أحادية الاتجاه. يمكنك بسهولة تحويل المعلومات إلى تجزئة، ولكن من المستحيل عكسها وإعادة إنشاء البيانات الأصلية من قيمة التجزئة. هذه الخاصية تجعل دوال التجزئة مثالية للتحقق من البيانات دون الكشف عن المعلومات الحساسة.
دوال التجزئة حتمية، مما يعني أن نفس المدخلات ستنتج دائمًا نفس قيمة التجزئة. قم بتغيير حرف واحد في المدخلات الخاصة بك، وستنتج التجزئة بصمة رقمية مختلفة.
على سبيل المثال، قد تنتج عبارة“مرحبًا بالعالم” مخرجات ذات طول ثابت مثل“a591a6d40bf420f4404404a011711733cf7b7b7b7b190d62c65bf0b0bcda32b32b32b57b277d9ad9f146e” عند استخدام خوارزمية شائعة تسمى SHA-256. أضف نقطة فقط في النهاية (“مرحبًا بالعالم.”) وستتحول قيمة التجزئة إلى شيء مختلف تمامًا.
هذا المزيج الفريد من الخصائص يجعل خوارزميات تجزئة الدالة أحادية الاتجاه لا تقدر بثمن لتطبيقات التحقق من البيانات والتطبيقات الأمنية التي تحتاج فيها إلى التأكد من عدم تغيير المعلومات.
تلعب دوال التجزئة دورًا رئيسيًا في التوقيعات الرقمية، حيث يتم توقيع تجزئة الرسالة باستخدام نظام المفتاح العام/المفتاح الخاص لضمان الأصالة والسلامة.
كيفية عمل دوال التجزئة
عندما ترسل بياناتك إلى دالة تجزئة، تبدأ عملية معقدة خلف الكواليس. تقوم الدالة أولاً بتقسيم بيانات الإدخال الخاصة بك إلى كتل بيانات ذات حجم ثابت. على سبيل المثال، تعالج الدالة SHA-256 (خوارزمية تجزئة آمنة شائعة) المعلومات في كتل بحجم 512 بت.
إذا لم تكن الكتلة النهائية كبيرة بما فيه الكفاية، تضيف الخوارزمية بتات إضافية، تسمى الحشو، لضمان معالجة متسقة. تخضع كل كتلة بيانات بعد ذلك لخطوات رياضية تتضمن تحويل البتات والعمليات المنطقية والدوال الرياضية.
ما يجعل دوال التجزئة متميزة هو تأثير الانهيار الجليدي – وهي خاصية أمان حيث يؤدي تغيير حتى بت واحد في المدخلات إلى إنشاء ملخص تجزئة مختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، ينتج عن تجزئة “كلمة المرور” مقابل “كلمة المرور” مخرجات مختلفة تمامًا على الرغم من تغيير حرف واحد فقط من حرف صغير إلى كبير.
يضمن تأثير الانهيار الجليدي أن التعديلات الطفيفة على بيانات الإدخال تصبح واضحة على الفور عند مقارنة قيم التجزئة. ونتيجة لذلك، تُعد دوال التجزئة ممتازة في اكتشاف التلاعب، مثل ملاحظة ما إذا كان شخص ما قد قام بتعديل ملف قمت بتنزيله أو قام بتغيير محتويات رسالة تلقيتها.
تتبع الطريقة صيغة رياضية محددة تختلف بين خوارزميات التجزئة الآمنة. فبعض الخوارزميات تنشئ مخرجات أقصر لملخص التجزئة (مثل MD5 الذي يتكون من 128 بت)، بينما تنتج خوارزميات أخرى مخرجات أطول (مثل SHA-512 الذي يتكون من 512 بت).
وبغض النظر عن الخوارزمية التي تستخدمها، تظل عملية التحويل متناسقة، حيث تحوّل المدخلات ذات الطول المتغير إلى سلاسل مخرجات متوقعة ذات طول ثابت.
ما الذي يجعل دالة التجزئة آمنة حقًا
تعمل العديد من الميزات الرئيسية معاً لإدارة بياناتك بفعالية.
- تجزئة التشفير هي خوارزمية حتمية، مما يعني أنك ستحصل على نفس النتيجة عند إدخال نفس البيانات مرتين. يتيح هذا الاتساق لأجهزة الكمبيوتر التحقق من دوال تجزئة تكامل البيانات من خلال مقارنة قيم التجزئة عند التحقق من الملفات أو التوقيعات الرقمية.
- توفر دوال التجزئة القوية أيضًا مقاومة للتصادم، مما يجعل من المستحيل تقريبًا العثور على جزأين مختلفين من المعلومات التي تنشئ نفس مخرجات التجزئة. بدون هذه الحماية، يمكن للمهاجمين تبديل الملفات الخبيثة بملفات شرعية مع الحفاظ على نفس قيمة التجزئة.
- وبالمثل، تمنع مقاومة ما قبل التجزئة العمل بشكل عكسي من التجزئة لاكتشاف المدخلات الأصلية. تضمن هذه الخاصية أحادية الاتجاه هذه أنه حتى لو حصل شخص ما على تجزئة كلمة المرور، فلن يتمكن من عكسها للعثور على كلمة المرور الخاصة بك.
- عندما ينشئ المطورون برامج تستخدم جداول التجزئة لتخزين البيانات، فإنهم يحتاجون إلى دوال تجزئة توزع القيم بالتساوي. يساعد هذا التوزيع المتوازن التطبيقات في العثور على المعلومات بسرعة وكفاءة.
توفر الخوارزميات الحديثة هذه الخصائص الوقائية بقوى مختلفة. لتلبية الاحتياجات الأمنية اليومية، تضمن هذه الميزات سلامة حساباتك على الإنترنت والملفات التي يتم تنزيلها.
في حين أن الخوارزميات الأقوى قد تستغرق وقتًا أطول قليلاً في التشغيل، إلا أنها توفر حماية أفضل ضد الهجمات. طالما أن دالة التجزئة تنتج نفس المخرجات لنفس المدخلات، وتوزع القيم بشكل جيد، وتولد رمز تجزئة فريد لكل جزء من البيانات، فإنها تؤدي وظيفتها بشكل جيد.
خوارزميات التجزئة الشائعة
تأتي وظائف التجزئة في عدة أنواع، لكل منها نقاط قوة وأغراض مختلفة. فيما يلي الأنواع الرئيسية التي ستواجهها:
- عائلة SHA (sha-1، sha-2، sha-3): SHA-256 تنتمي إلى عائلة SHA-2 وتنشئ مخرجات 256 بت. تحمي خوارزمية التجزئة الآمنة هذه البيانات الحساسة في الأنظمة المصرفية وهي العمود الفقري لعملية تعدين البيتكوين.
- كان SHA-1 معيارًا للتحقق من التواقيع الرقمية، ولكن لم يعد خبراء الأمن يوصون به منذ أن أظهر الباحثون هجمات تصادم عملية في عام 2017.
- SHA-3 هي أحدث جيل من معايير خوارزمية التجزئة الآمنة، وهي مصممة بهيكل داخلي مختلف تمامًا عن سابقاتها.
- عائلة MD (MD5، MD4، إلخ.) MD5 هي واحدة من أقدم الخوارزميات وأسرعها، حيث تنتج تجزئة 128 بت. على الرغم من أنها لا تزال تُستخدم للتحقق من الملفات الأساسية، إلا أنها ليست آمنة بما يكفي لكلمات المرور أو تكامل البيانات.
- لا تزال RIPEMD (خاصة RIPEMD-160) شائعة في أنظمة العملات الرقمية. وغالبًا ما تعمل جنبًا إلى جنب مع SHA-256 في توليد عناوين البيتكوين أو الإيثيريوم.
- Bcrypt و Argon2 هي دوال تجزئة متخصصة مصممة خصيصًا لتخزين كلمات المرور، حيث يمكن إبطاؤها عمدًا لمنع هجمات القوة الغاشمة. أما بالنسبة لتجزئة كلمات المرور، فإن الخوارزميات كثيفة الذاكرة مثل scrypt تجعل هجمات القوة الغاشمة وجدول قوس قزح أكثر صعوبة بكثير.
- يوفر BLAKE2/BLAKE3 بدائل عالية السرعة لعائلة SHA-256 مع الحفاظ على خصائص الأمان القوية.
عند اختيار دالة التجزئة التي تريد استخدامها، ضع في اعتبارك ما تقوم بحمايته. يتطلب تخزين كلمة المرور أو التحقق من ملف بسيط خوارزميات مختلفة. تستخدم معظم الأنظمة الحديثة الآن نفس دالة التجزئة، SHA-256، أو بدائل أحدث مثل SHA-3 عند الحاجة إلى حماية قوية.
وفر 10% على شهادات SSL عند الطلب من SSL Dragon اليوم!
إصدار سريع، وتشفير قوي، وثقة في المتصفح بنسبة 99.99%، ودعم مخصص، وضمان استرداد المال خلال 25 يومًا. رمز القسيمة: SAVE10
كيف تعمل وظائف التجزئة على تشغيل العالم الحقيقي
تعمل وظائف التجزئة بهدوء على تشغيل التكنولوجيا التي تعتمد عليها كل يوم. من أنظمة تسجيل الدخول إلى الرسائل الآمنة، فهي تحمي بياناتك وتحافظ على سير الأمور بسلاسة. إليك أين تظهر في العالم الحقيقي:
- تجزئة كلمة المرور (مع التمليح): عندما تقوم بتعيين كلمة مرور، لا يتم تخزينها كما هي. بدلاً من ذلك، يقوم النظام بتشغيله من خلال دالة تجزئة ويضيف قيمة عشوائية تسمى ملح. حتى إذا كان لدى مستخدمين اثنين نفس كلمة المرور، فإن ذلك يحمي من الهجمات الشائعة ويحافظ على أمان تسجيل الدخول.
- التوقيعات الرقمية ومصادقة البريد الإلكتروني: يثبت التوقيع الرقمي أن الرسالة أو الملف جاء من مصدر موثوق به. يقوم بتجزئة المحتوى وتشفيره بمفتاح خاص. تستخدم العديد من خدمات البريد الإلكتروني مصادقة البريد الإلكتروني المستندة إلى التجزئة لحظر الرسائل المخادعة أو الخبيثة.
- التحقق من سلامة الملف: هل رأيت من قبل قيمة تجزئة بجوار تنزيل ملف؟ هذا للتحقق من الملف. بعد التنزيل، يقوم جهازك بتجزئة الملف ومقارنته بالملف الأصلي. إذا كانت القيم متطابقة، فأنت تعرف أن الملف نظيف. خوارزميات التجزئة المعتمدة من قبل NIST (FIPS 180-4، FIPS 202)، مثل SHA-2 و SHA-3، هي معايير موثوقة على نطاق واسع لتجزئة البيانات الآمنة في الأنظمة الحكومية والتجارية.
- سلسلة الكتل والعملات المشفرة: في عالم التشفير، تعمل دوال التجزئة على تشغيل إثبات العمل. يتنافس المُعَدِّنون على حل ألغاز التجزئة والتحقق من صحة المعاملات وتأمين سلسلة الكتل. وهذا ما يجعل شبكات مثل البيتكوين تعمل بسلاسة.
- TLS واتصالات الويب الآمنة: تعمل وظائف التجزئة أيضًا على تأمين جلسات المتصفح. أثناء مصافحة TLS، فهي تساعد في التحقق من الشهادات وحماية بياناتك أثناء انتقالها عبر الويب. تساعد منصات الأمان مثل Venafi في إدارة الشهادات الرقمية وتستخدم دوال التجزئة للتحقق من الثقة في هويات الأجهزة. في المقابل، تستخدم CrowdStrike تحليل تجزئة الملفات لاكتشاف البرمجيات الخبيثة المعروفة وحظرها في الوقت الحقيقي.
- المجاميع الاختبارية للتنزيلات والنسخ الاحتياطية: تُنشئ وظائف التجزئة مجاميع اختبارية، والتي تساعد في التحقق من عدم تلف أي ملفات كبيرة مثل مثبتات البرامج أو النسخ الاحتياطية.
- الطب الشرعي الرقمي: يستخدم المحققون دوال التجزئة لإثبات أن الملفات (مثل صور الأقراص) لم يتم تغييرها. وبمجرد حساب التجزئة، تظهر حتى بايت واحد على الفور.
- ألغاز CAPTCHA وألغاز إثبات العمل في تطبيقات الويب: تستخدم بعض المواقع ألغازًا خفيفة الوزن قائمة على التجزئة لإبطاء الروبوتات دون إزعاج المستخدمين الحقيقيين. إنها مثل نسخة مصغرة من إثبات العمل من عالم البلوك تشين.
التجزئة مقابل التشفير: متى يتم التجزئة ومتى يتم التشفير؟
فهم التشفير مقابل التجزئة في التشفير هو مفتاح الحماية الجيدة للبيانات. فكلاهما يقومان بتشفير البيانات، ولكن لأسباب مختلفة تمامًا.
التجزئة هي دالة أحادية الاتجاه. أنت تأخذ البيانات، وتقوم بتشغيلها من خلال خوارزمية تجزئة، وتحصل على نتيجة ذات طول ثابت. إنها مثل ختم العبث. لا يمكنك عكسها، لكنك ستعرف ما إذا كان شخص ما قد عبث بها. تُستخدم التجزئة للتحقق من سلامة البيانات، مثل التحقق من الملفات أو كلمات المرور. إذا أعطت نفس رسالة الإدخال نفس النتيجة، فهذا يعني أن البيانات لم تتغير. ستجده أيضًا في وظائف اشتقاق المفاتيح ورموز مصادقة الرسائل (MAC).
التشفير، من ناحية أخرى، هو عملية ذات اتجاهين. إنها أشبه بقفل بياناتك في صندوق بمفتاح. لا يستطيع فتحه إلا شخص لديه المفتاح الصحيح. يحافظ التشفير على خصوصية معلوماتك، بينما يثبت التجزئة أنها لم تتغير.
باختصار، يمكنك تجزئة البيانات عندما تريد التحقق من عدم التلاعب بها، وتشفيرها عندما تريد الحفاظ على سريتها.
قيود التجزئة ونقاط الضعف التي يجب أن تعرفها
المشكلة الأكثر إثارة للقلق هي تصادم التجزئة، والذي يحدث عندما تنتج مدخلات مختلفة قيم تجزئة متطابقة. على الرغم من أنه لا مفر منه رياضيًا بسبب المدخلات اللانهائية الممكنة التي تتطابق مع مخرجات محدودة، إلا أن الخوارزميات القوية تجعل العثور على التصادمات شبه مستحيل.
أثبتت بعض الخوارزميات القديمة ضعفها بمرور الوقت. المثال الأبرز على ذلك هو ثغرات SHA-1، والتي دفعت المتصفحات الرئيسية والمؤسسات الأمنية إلى إهمالها.
قد يحاول المهاجم العازم الذي يمتلك موارد حاسوبية كبيرة شن هجوم القوة الغاشمة، فيحاول عدد لا يحصى من مجموعات المدخلات حتى يجد واحدة تنتج التجزئة المستهدفة. يصبح هذا النهج أكثر جدوى مع مخرجات تجزئة أقصر أو عندما يعرف المهاجمون المدخلات جزئيًا.
توفر دوال التجزئة المختلفة مستويات مختلفة من الأمان. فقد كانت خوارزمية خوارزمية خوارزمية MD5 هي خوارزمية التجزئة المستخدمة في العديد من التطبيقات، ولكنها الآن عرضة لهجمات جدول قوس قزح. وبالمثل، فإن تجزئة يونيكود المستخدمة في مصادقة ويندوز (NTLM) لديها نقاط ضعف معروفة يمكن للمهاجمين استغلالها.
مع زيادة قوة الحوسبة، قد تصبح الخوارزميات التي كانت تُعتبر آمنة في السابق ضعيفة. تقوم المؤسسات المهتمة بالأمن الآن بمراجعة تطبيقات التجزئة بانتظام والانتقال إلى خوارزميات أقوى عند الضرورة.
ورقة الغش في دالة التجزئة: حالات الاستخدام والخوارزميات الموصى بها
| حالة الاستخدام | الخوارزميات الموصى بها | سبب نجاحها |
| تخزين كلمة المرور | Argon2، Bcrypt، PBKDF2 | بطيئة حسب التصميم لمقاومة عمليات البحث بالقوة الغاشمة وهجمات القاموس |
| التحقق من سلامة الملف | شا-256، بليك3 | سريع وآمن مع مقاومة قوية للتصادم |
| التوقيعات الرقمية | sha-256، sha-3، sha-3، sha-384 | موثوقة ومدعومة على نطاق واسع في معايير التوقيع |
| البلوك تشين/العملات المشفرة | SHA-256 (بيتكوين)، كيكاك-256 (ETH) | آمنة وفعالة لإثبات العمل والتحقق من الكتلة |
| مصادقة الرسائل | sha-256 (hmac)، بلاك2 | يُستخدم في HMACs لمصادقة الرسائل وواجهات برمجة التطبيقات (API) |
| التوافق مع الإرث | SHA-1، MD5 (غير مستحسن) | لا تزال موجودة في الأنظمة القديمة، ولكن يجب التخلص منها تدريجياً بسبب نقاط الضعف المعروفة |
قم بتأمين حياتك الرقمية باستخدام SSL Dragon
الآن بعد أن فهمت كيف تحمي وظائف التجزئة أنشطتك على الإنترنت، قد تتساءل عن كيفية تنفيذ الأمان المناسب لموقعك الإلكتروني أو عملك.
في SSL Dragon، نوفر شهادات TLS/SSL موثوق بها من كبار المزودين، مما يساعدك على تأمين موقعك الإلكتروني باستخدام خوارزميات التجزئة ومعايير التشفير الحالية. ويبقى فريقنا على اطلاع دائم بأفضل الممارسات الأمنية، مما يضمن حصولك دائمًا على أفضل حماية.
سواء كنت بحاجة إلى تأمين مدونة بسيطة أو منصة تجارة إلكترونية معقدة، فإن مجموعتنا من شهادات SSL توفر المستوى المناسب من الحماية بأسعار تنافسية.
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
