تشفير البيانات غير المتماثل
التشفير غير المتماثل، والمشهور بمصطلح تشفير المفتاح العام، هو استراتيجية تشفير تعتمد على زوج من المفاتيح في عمليتي التشفير وفك التشفير.
هذا الزوج يتألف من:
- مفتاح عام يسمح بمشاركته مع الجميع
- و مفتاح خاص يجب أن يظل محتفظًا به بسرية من قِبَل صاحبه.
آلية عمل التشفير غير المتماثل
في آلية التشفير غير المتماثل، يقوم المرسل باستعمال مفتاح المستلم العام لتشفير البيانات المراد إرسالها. ليقوم المستلم لاحقًا باستعمال مفتاحه الخاص في فك تشفير تلك البيانات.
هذه الطريقة تتيح تحقيق اتصال آمن بين الطرفين دون الحاجة لامتلاكهما السر المشترك في شكل مفتاح.
كما يمكن اعتبار هذا النوع من التشفير متفوقًا بعدّة وجوه على التشفير المتماثل، الذي يستخدم مفتاحاً موحدًا لعملية التشفير وفك التشفير.
ومن الميزات الأساسية للتشفير غير المتماثل أنه يلغي الحاجة إلى عملية تبادل المفاتيح السرية، الأمر الذي قد يكون تحديًا معقدًا، خاصةً عند إجراء التواصل بين أطراف عديدة.
وعلاوة على ذلك، يُمَكِّن هذا النوع من التشفير من استحداث التوقيعات الرقمية، والتي يمكن استثمارها للتحقق من سلامة البيانات.
و يشيع استخدام هذا النوع من التشفير في الكثير من التطبيقات، تضمن الاتصالات الآمنة عبر الشبكة العنكبوتية، التوقيعات الرقمية والنقل الآمن للمعلومات.
ومن أمثلة خوارزميات التشفير غير المتماثلة نجد RSA، وDiffie-Hellman وElliptic Curve Cryptography (ECC).
التشفير باستخدام المفتاح العام يسمح لأي شخص بتشفير رسالة باستعمال المفتاح العام، لكن فقط صاحب المفتاح الخاص يُمكنه فتحها وقراءة محتواها.
و بتأمين الرسائل وضمانها ضد الفتح الدخيل أو الاعتراض، يُصبح بمقدور الأفراد إرسال رسائل آمنة إلى حامل المفتاح العام.
ويتم اعتماد هذا النوع من التشفير بشكل واسع لتأمين المواصلات عبر الإنترنت، تشمل تشفير البريد الإلكتروني والتجارة الإلكترونية والخدمات المصرفية على الإنترنت.
كما أن التوقيعات الرقمية، التي يتم استخدامها في تأكيد صحة الوثائق والرسائل الرقمية، يمكن اعتبارها تطبيقًا هامًا آخر لهذا النوع من التشفير.
فوائد التشفير غير المتماثل
تتجلى فوائد هذا النوع من التشفير ، المعروف أيضًا بأنه تشفير المفتاح العام، في استعمال زوج المفاتيح:
- مفتاح للتشفير
- وآخر مختلف لفك التشفير.
وفيما يلي بعض هذه المزايا:
1. الأمان المحسن
يعتبر التشفير غير المتماثل أكثر أمانًا من نظيره المتماثل الذي يعتمد مفتاحًا واحدًا لكل من عمليتي التشفير وفك التشفير.
ففي هذا النوع من التشفير ، يظل المفتاح الخاص المستخدم لفك التشفير محفوظًا بكتمان من قبل المتلقي. وهذا يصعِّب مهمة الخصوم في اعتراض البيانات وفك تشفيرها.
2. مصادقة الهوية
هذا النوع من التشفير يتم استخدامه أيضًا لمصادقة هوية المرسل، إذ يتحقق المتلقي من الهوية عبر قدرة المرسل على تشفير الرسالة بمفتاحه الخاص. و الذي لا يُمكن فك تشفيره إلا بالمفتاح العام المطابق.
كما أن نجاح المتلقي في فك تشفير الرسالة يُقر أنه تم إرسالها فعلاً من المرسل صاحب المفتاح الخاص المعني.
3. عدم الإمكانية للتنصل
من خلال التشفير غير المتماثل، يستحيل على المرسل التنصل من إرسال الرسالة أو تغيير محتواها. و ذلك لأن الرسالة يتم تشفيرها بمفتاح المرسل الخاص ويتم فك تشفيرها فقط بالمفتاح العام المرتبط. مما يضمن للمتلقي أن الرسالة تم إرسالها بالفعل من المرسل ولم يتم الاعتداء على مضمونها.
4. سهولة توزيع المفاتيح
ضمن هذا النوع من التشفير ، يُمكن مشاركة المفتاح العام بحرية دون الحاجة إلى آليات توزيع مفاتيح آمنة. و التي يتم طلبها في التشفير المتماثل حيث يتم استخدام نفس المفتاح لكلا العمليتين وينبغي تبادله بأمان بين المرسل والمتلقي.
5. استخدامات متنوعة
يُمكن تطبيق هذا من النوع من التشفير على مجموعة متنوعة من التطبيقات، وتشمل هذه التطبيقات:
- الاتصالات الآمنة عبر البريد الإلكترون
- و المعاملات المصرفية عن طريق الإنترنت والتجارة الإلكترونية
- بالإضافة إلى تأمين اتصالات SSL/TSL التي يتم استخدامها عادة لتأمين حركة البيانات على الإنترنت.
وهكذا بصفته آلية للمصادقة الأمنية وتوزيع المفاتيح وضمان عدم التنصل . وبذلك يمكن اعتبار هذا النوع من التشفير طريقة موثوقة ومنتشرة لحماية البيانات الحساسة في مختلف التطبيقات.
الخصائص الأساسية لتقنية التشفير غير المتماثل
الخصائص الأساسية لتقنية التشفير غير المتماثل، والتي يتم تسميتها كذلك بتشفير المفتاح العام، تتضمن النقاط الآتية:
الاستخدام المزدوج للمفاتيح
يعتمد هذا النوع من التشفير على زوج من المفاتيح يتألف من:
- مفتاح عام قابل للمشاركة بحرية
- ومفتاح خاص يجب أن يبقى مخفيًا ومعلومًا لمالكه فقط.
عملية التشفير وفك التشفير
داخل نظام التشفير غير المتماثل، يتم استخدام:
- المفتاح العام لتشفير البيانات
- في حين يتم استخدام المفتاح الخاص لفك التشفير .
الأمر الذي يسهل عملية الاتصال الآمن بين طرفين دون الحاجة لتبادل المفاتيح السرية.
التوقيعات الرقمية
تتيح التقنية ذاتها الفرصة لإنشاء التوقيعات الرقمية التي يتم استعمالها في التحقق من صحة البيانات المنقولة. وذلك من خلال عملية تشفير الهاش الخاص بالبيانات باستخدام المفتاح الخاص للمرسل.
التبادل الآمن للمفاتيح
من مزايا هذا النوع من التشفير أيضًا قدرته على تسهيل عملية التبادل الآمن للمفاتيح، وهو جانب حيوي في تأمين الاتصالات.
خوارزمية تبادل المفاتيح Diffie-Hellman، على سبيل المثال، تستعين بالتشفير غير المتماثل لتوليد مفتاح سري يتم التوافق عليه بين اثنين دون الحاجة لتبادله صراحةً.
المزيد من الأمان
يتميز هذا النوع من التشفير بمستوى أمان أعلى مقارنةً بالتشفير المتماثل. وذلك لأنه يُقلل من مخاطر تبادل المفاتيح السرية التي قد تُعرِّض البيانات للخطر.
بالإضافة إلى ذلك، تبقى سرية المفتاح الخاص مُحفظة، مما يُعقد مهمة القراصنة في اعتراض البيانات أو التلاعب بها.
سرعة المعالجة الأقل
نظرًا للعمليات الحسابية المعقدة التي يتضمنها، فإن هذا النوع من التشفير يكون أبطأ عادة من التشفير المتماثل. مما قد يجعله أقل مناسبة للتطبيقات التي تتطلب معالجة البيانات بشكل سريع وفعال.
ختاماً:
إن التشفير غير المتماثل يحظى بمجموعة من المزايا المتميزة التي تضفي عليه أهمية جوهرية في سياق الاتصال الآمن ونقل البيانات.
ولكن، تجدر الإشارة أيضًا إلى وجود بعض التحديات التي يجلبها مثل سرعة المعالجة الأدنى نسبيًا، وهو عامل ينبغي مراعاته عند القيام باختيار أسلوب التشفير الملائم لأي تطبيق محدد.
اقرأ أيضًا:
عمليات سحب بساط التشفير: ما هي وكيفية تجنبها
فك التشفير: بوابة العودة إلى المعلومات السرية!