ما هو التشفير Cryptographic ؟
التشفير هو ممارسة تأمين المعلومات عن طريق تحويلها إلى تنسيق غير قابل للقراءة. الهدف من التشفير هو ضمان سرية البيانات وسلامتها ومصداقيتها ، مما يعني أن الأطراف المصرح لها فقط هي التي يمكنها الوصول إلى المعلومات وتعديلها والتحقق منها.
هناك العديد من تقنيات التشفير التي يمكن استخدامها لحماية المعلومات ، بما في ذلك التشفير المتماثل symmetric encryption ، والتشفير غير المتماثل asymmetric encryption ، وhashing ، وdigital signatures ، وخوارزميات تبادل المفاتيح key exchange algorithms. كل تقنية لها نقاط القوة والضعف الخاصة بها ، ويتم استخدام تقنيات مختلفة اعتمادًا على متطلبات الأمان المحددة لموقف معين.
يتضمن التشفير المتماثل استخدام نفس المفتاح لتشفير البيانات وفك تشفيرها. من ناحية أخرى ، يستخدم التشفير غير المتماثل زوجًا من المفاتيح ، أحدهما للتشفير والآخر لفك التشفير. hashing عبارة عن تحويل one-way ينتج عنه قيمة بحجم ثابت يسمى التجزئة hashing ، والذي يعبر عن بيانات الذي ادخلتها. تُستخدم التوقيعات الرقمية digital signatures للتحقق من أصالة وسلامة المستندات الرقمية ، بينما تُستخدم خوارزميات تبادل المفاتيح لتبادل المفاتيح بشكل آمن بين الأطراف.
يستخدم التشفير في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك تأمين الاتصال بين طرفين عبر الإنترنت ، وحماية المعلومات الحساسة المخزنة في قواعد البيانات أو على أجهزة الهاردوير (physical devices) ، وضمان صحة المستندات الرقمية.
ما هو تحليل الشفرات Cryptanalysis ؟
تحليل التشفير ، المعروف أيضًا باسم code-breaking ، هو ممارسة تحليل وفك تشفير المعلومات المشفرة دون الوصول إلى المفتاح السري المستخدم لتشفير البيانات. الهدف من تحليل الشفرات هو الكشف عن الرسالة أو البيانات الأصلية من شكلها المشفر.
يمكن تقسيم تقنيات تحليل الشفرات إلى فئتين: passive attacks و active attacks. تتضمن Passive attacks تحليل البيانات المشفرة للعثور على الأنماط أو نقاط الضعف التي يمكن استغلالها لفك تشفير الرسالة. يتضمن ذلك تقنيات مثل تحليل التردد frequency ، والذي يتضمن تحليل تكرار الحروف أو العناصر الأخرى في البيانات المشفرة ، والتحليل الإحصائي statistical analysis ، والذي يتضمن تحليل توزيع البيانات للعثور على الأنماط أو الحالات الشاذة.
من ناحية أخرى ، تتضمن Active attacks التفاعل مع نظام التشفير للحصول على معلومات حول المفتاح السري أو لإضعاف خوارزمية التشفير. يتضمن ذلك تقنيات مثل brute-force attacks ، والتي تتضمن تجربة كل مفتاح ممكن لفك تشفير البيانات ، وside-channel attacks ، والتي تتضمن استغلال نقاط الضعف في التنفيذ المادي لنظام التشفير ، مثل قياس استهلاك الطاقة أو الانبعاثات الكهرومغناطيسية.
يستخدم تحليل الشفرات لأغراض مختلفة ، بما في ذلك اختبار قوة أنظمة التشفير ، واستعادة المفاتيح المفقودة أو المنسية ، واقتحام البيانات المشفرة لسرقة المعلومات الحساسة. يعد تحليل الشفرات مجالًا مهمًا في الأمن السيبراني ويستخدمه كل من المهاجمين والمدافعين للحصول على ميزة في المعركة المستمرة لأمن المعلومات.
ما هو علم التشفير Cryptology ؟
علم التشفير هو مجال الدراسة الذي يغطي كلاً من التشفير وتحليل التشفير. يتضمن التشفير تطوير واستخدام تقنيات لتأمين المعلومات والبيانات ، بينما يتضمن تحليل التشفير دراسة هذه التقنيات للعثور على نقاط الضعف والضعف في تصميمها أو تنفيذها.
علم التشفير هو مجال واسع يتضمن مجموعة واسعة من التقنيات والتطبيقات ، من طرق التشفير وفك التشفير الأساسية إلى الموضوعات الأكثر تقدمًا مثل التوقيعات الرقمية وبروتوكولات تبادل المفاتيح key exchange protocols والحساب الآمن متعدد الأطراف secure multi-party computation.
الهدف من علم التشفير هو توفير اتصال آمن وحماية البيانات في سياقات مختلفة ، بما في ذلك المجالات العسكرية والحكومية والمالية والرعاية الصحية وغيرها من الصناعات. يستخدم علم التشفير أيضًا لحماية الخصوصية الشخصية ومنع الوصول غير المصرح به إلى المعلومات الحساسة.
كان الدافع وراء تطوير تقنيات التشفير هو الحاجة إلى اتصال آمن والرغبة في كسر رموز التشفير المستخدمة من قبل الخصوم. أدت هذه المعركة المستمرة بين أولئك الذين يسعون إلى تأمين المعلومات وأولئك الذين يسعون إلى التنازل عنها إلى العديد من التطورات في مجال علم التشفير ، فضلاً عن البحث المستمر لتطوير تقنيات تشفير أقوى وأكثر مرونة.
خوارزميات التشفير Encryption Algorithms
خوارزميات التشفير هي خوارزميات رياضية تستخدم لتحويل النص العادي إلى شكل نص encrypted أو ciphertext. هناك عدة أنواع من خوارزميات التشفير المستخدمة لأغراض مختلفة ، وإليك بعض الأنواع الأكثر شيوعًا:
- Symmetric-key encryption: يستخدم هذا النوع من خوارزمية التشفير مفتاحًا واحدًا لكل من التشفير وفك التشفير. تتضمن أمثلة خوارزميات تشفير المفتاح المتماثل معيار التشفير المتقدم Advanced Encryption Standard (AES) ومعيار تشفير البيانات Data Encryption Standard (DES) و Triple DES.
- Asymmetric-key encryption: يستخدم هذا النوع من خوارزمية التشفير زوجًا من المفاتيح - مفتاح عام public key ومفتاح خاص private key - للتشفير وفك التشفير. يمكن مشاركة المفتاح العام مع أي شخص ، بينما يجب أن يظل المفتاح الخاص سراً. تتضمن أمثلة خوارزميات تشفير المفتاح غير المتماثل RSA و Elliptic Curve Cryptography (ECC).
- Hashing algorithms: تُستخدم هذه الخوارزميات لإنشاء قيمة فريده بطول ثابت من رسالة قمت بإدخالها. غالبًا ما تُستخدم خوارزميات التجزئة لتكامل البيانات وتخزين كلمات المرور. تتضمن أمثلة خوارزميات التجزئة SHA-256 و MD5.
- Stream ciphers: تقوم هذه الخوارزميات بتشفير البيانات one bit أو byte في المرة الواحدة ، وتُستخدم بشكل شائع للاتصالات اللاسلكية ، مثل Bluetooth أو Wi-Fi. تتضمن أمثلة stream ciphers ا RC4 و Salsa20.
- Block ciphers: تقوم هذه الخوارزميات بتشفير البيانات في blocks ذات حجم ثابت ، وتستخدم بشكل شائع في أنظمة الدفع الإلكترونية والتطبيقات الأخرى التي تتطلب مستويات عالية من الأمان. تتضمن أمثلة block ciphers AES و Blowfish.
أمثلة على أدوات التشفير
يعد برنامج التشفير أداة قوية يمكنها المساعدة في حماية بياناتك من أعين المتطفلين. تتوفر مجموعة متنوعة من برامج التشفير ، فيما يلي بعض الأمثلة على أدوات التشفير الشائعة:
- AxCrypt: برنامج تشفير ملفات مفتوح المصدر يمكنه تشفير الملفات أو المجلدات باستخدام AES-256.
- BitLocker: برنامج تشفير يتيح لك تشفير بياناتك محليًا ، بما في ذلك hard disk أو جزء منه على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
- CyberGhost: برنامج شبكة افتراضية خاصة (VPN) يخفي عنوان بروتوكول الإنترنت (IP) الخاص بجهازك ويحافظ على خصوصية بياناتك عند الوصول إلى الويب.
- Dell Encryption: تشفير قائم على البرامج ومرتكز على البيانات يحمي جميع أنواع البيانات عبر أنظمة التشغيل المختلفة.
- DiskCryptor: برنامج تشفير مجاني مفتوح المصدر يمكنه حماية الملفات الموجودة على مجموعة متنوعة من الأجهزة ، بما في ذلك تقسيم النظام وتشفير ISO image....
- DESlock: تشفير يوفر لوحة إدارة قائمة على الويب لإدارة متعددة للمستخدمين على مستوى الشبكة.
- ExpressVPN: برنامج VPN يستخدم آلية أمان 256-bit ، متوافق مع العديد من أنظمة التشغيل والأجهزة.
- LastPass: خدمة تشفير تتيح لك تخزين كلمات المرور والمعلومات الشخصية الأخرى ، وهي سهلة الاستخدام ومتوافقة مع أنظمة تشغيل وأجهزة متعددة.
- متصفح Tor: برنامج تصفح الويب الذي يسمح لك بالتصفح دون مراقبة أو مقاطعة غير مرغوب فيها ، مما يحميك من الهجمات الإلكترونية.
- VeraCrypt: برنامج تشفير مفتوح المصدر يمكنه إخفاء البيانات المشفرة مرتين ، باستخدام مفتاح تشفير واحد بفضل دعم AES.
- 7-Zip: برنامج تشفير الملفات الذي يسمح للمستخدمين بتشفير الملفات المحددة على القرص الصلب ، سهل التثبيت والاستخدام.
ملخص
التشفير هو ممارسة تأمين المعلومات عن طريق تحويلها إلى تنسيق غير قابل للقراءة. تحليل التشفير هو ممارسة فك تشفير المعلومات المشفرة دون الوصول إلى المفتاح السري المستخدم لتشفير البيانات. علم التشفير هو مجال الدراسة الذي يغطي كلاً من علم التشفير وتحليل التشفير. هناك عدة أنواع من خوارزميات التشفير المستخدمة لأغراض مختلفة ، بما في ذلك symmetric-key encryption, asymmetric-key encryption, hashing algorithms, stream ciphers, , block ciphers. تتضمن أدوات التشفير الشائعة AxCrypt و BitLocker و CyberGhost و DiskCryptor.