ما هو التشفير المتماثل؟

التشفير المتماثل هو نوع من التشفير حيث يتم استخدام مفتاح واحد فقط (مفتاح سري) لتشفير وفك تشفير البيانات الإلكترونية. يجب على الكيانات التي تتواصل عبر التشفير المتماثل تبادل المفتاح بحيث يمكن استخدامه في عملية فك التشفير.

باستخدام خوارزميات التشفير المتماثل ، يتم "خلط" البيانات بحيث لا يمكن فهمها من قبل أي شخص لا يمتلك المفتاح السري لفك تشفيرها. بمجرد حصول المستلم المقصود الذي يمتلك المفتاح على الرسالة ، تقوم الخوارزمية بعكس عملها بحيث يتم إرجاع الرسالة إلى شكلها الأصلي المقروء. يمكن أن يكون المفتاح السري الذي يستخدمه كل من المرسل والمستلم كلمة مرور او رمز معين أو يمكن أن يكون سلسلة عشوائية من الأحرف أو الأرقام التي تم إنشاؤها بواسطة منشئ رقم عشوائي آمن.

يجب أن يعرف المرسلون والمستلمون الذين يستخدمون التشفير المتماثل لنقل البيانات إلى بعضهم البعض المفتاح السري ، في حالة المرسلين ، لتشفير البيانات التي ينوون مشاركتها مع المستلمين ، وفي حالة المستلمين ، فك تشفير وقراءة البيانات المشفرة المرسلين مشاركتها معهم ، وكذلك تشفير أي ردود ضرورية.

يعمل التشفير المتماثل بنفس طريقة قفل الباب المؤدي إلى المنزل الذي لا يملك سوى الزوج والزوجة مفتاحه. حتى عندما يحاول شخص آخر فتح الباب ، لا يمكنه فعل ذلك ما لم يستخدموا أيًا من مفاتيح الزوجين. عندما يأخذ الآخرون المفتاحم من الزوج أو الزوجة ، يمكنهم فتح الباب حتى بدون علم الزوجين أو حضورهما.

في التشفير المتماثل ، يكون المفتاح الذي يقوم بتشفير رسالة أو ملف هو نفس المفتاح الذي يمكنه فك تشفيرها. يستخدم مرسل البيانات خوارزمية المفتاح المتماثل لتشفير البيانات الأصلية وتحويلها إلى نص مشفر. ثم يتم إرسال الرسالة المشفرة إلى المتلقي الذي يستخدم نفس المفتاح المتماثل لفك تشفير أو فتح نص التشفير أو إعادته إلى شكل قابل للقراءة.

إذا تمكن شخص آخر غير المستلم المقصود من الوصول إلى المفتاح المتماثل ، فيمكنه أيضًا فك تشفير الرسالة. لذلك، يعتبر التشفير المتماثل أقل أمانًا مقارنة بالتشفير غير المتماثل. وغني عن القول ، إن التعامل الدقيق والآمن مع المفتاح لحماية البيانات ومالكيها.

التشفير المتماثل وغير المتماثل

هناك نوعان رئيسيان من تشفير البيانات قيد الاستخدام اليوم: التشفير المتماثل والتشفير غير المتماثل. كل يوم ، عندما تستخدم متصفح الويب الخاص بك ، والرد على رسائل البريد الإلكتروني ، وإرسال نماذج مواقع الويب ، وأنشطة أخرى ، تحدث عمليات تشفير متماثلة وغير متماثلة ، وأحيانًا دون علمك.

التشفير المتماثل هو تقنية تشفير بيانات مستخدمة على نطاق واسع حيث يتم تشفير البيانات وفك تشفيرها باستخدام مفتاح تشفير واحد سري.

اي انه يتم استخدام المفتاح لتشفير النص العادي، حالة التشفير المسبق للبيانات أو ما بعد فك التشفير وفك تشفير النص المشفر حالة ما بعد تشفير البيانات أو حالة فك التشفير المسبق.

الهدف من التشفير المتماثل هو تأمين المعلومات الحساسة أو السرية أو السرية. 

يستخدم التشفير المتماثل مفتاحًا خاصًا لتشفير وفك تشفير بريد إلكتروني مشفر.

يستخدم ايضا المفتاح العام للمستلم لتشفير الرسالة. ثم إذا أراد المستلم فك تشفير الرسالة ، فسيتعين على المستلم استخدام مفتاحه الخاص لفك التشفير. إذا كانت المفاتيح متوافقة ، فسيتم فك تشفير الرسالة.

يستخدم التشفير غير المتماثل ، المعروف أيضًا باسم تشفير المفتاح العام ، مفتاحين منفصلين للتشفير وفك التشفير - مفتاح عام ومفتاح خاص مزدوج. وهو يختلف عن تشفير المفتاح المتماثل ، والذي يستخدم نفس المفتاح السري لوظائف التشفير وفك التشفير.

في التشفير غير المتماثل ، يكون المفتاح العام متاحًا على نطاق واسع ويستخدمه الآخرون الذين يرغبون في تشفير رسالة يتم إرسالها إليك. المفتاح الخاص هو مفتاح سري مطابق يحتفظ به المستخدم وهو المفتاح الوحيد الذي يمكنه فك تشفير الرسائل التي يتم إرسالها إليه.

يشكل التشفير غير المتماثل أساس أنظمة البنية التحتية للمفاتيح العامة (PKI) ، والتي بدورها تقود معظم الاتصالات الرقمية الآمنة اليوم. تعمل معايير المصادقة بدون كلمة مرور التي وضعها تحالف FIDO على تعزيز التشفير غير المتماثل.

إحدى طرق التشفير ليست أفضل من الأخرى. إنها مجرد طريقة مختلفة للتشفير. يجب على المستخدم أن ينتبه إذا كان يتبع أفضل ممارسات الأمان في جميع الأوقات.

الاستخدامات في أنظمة الكمبيوتر الحديثة 

مع إدخال الإلكترونيات ولاحقًا في علوم الكمبيوتر ، أصبح من الممكن تنفيذ تقنيات تشفير أكثر تقدمًا استنادًا إلى حسابات رياضية معقدة.

في هذه المرحلة ، اعتمدت تقنيات التشفير على خوارزميات التشفير المتماثل. باستخدام مثل هذه الخوارزميات ، يلزم وجود مفتاح سري واحد لتشفير الرسالة وفك تشفيرها. يمتلك كلا الطرفين المشتركين في الاتصال والمرسل والمتلقي المفتاح السري.

تستخدم الخوارزميات التالية في التشفير المتماثل: RC4 ، AES ، DES، 3DES ، QUA. 

يبلغ طول المفاتيح المتماثلة عادةً 128 أو 256 بت. كلما كان حجم المفتاح أكبر ، كان من الصعب كسره. على سبيل المثال ، يحتوي مفتاح 128 بت على حوالي 340.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 من إمكانيات كود التشفير. هذا يعني أن هجوم القوة الغاشمة لم يعد أسلوبًا واقعيًا لكسر مثل هذا المفتاح.

في العالم الرقمي ، كانت هناك حاجة لتطوير نهج مختلف للتشفير ، يسمى التشفير غير المتماثل. باستخدام هذا الأسلوب ، يتم استخدام زوج من المفاتيح المرتبطة ويتكون من مفتاح عام يستخدم لتشفير البيانات ومفتاح خاص يستخدم لفك تشفير البيانات. المفتاح العام متاح لكل من يرغب في إرسال رسالة. من ناحية أخرى ، يتم الاحتفاظ بالمفتاح الخاص في مكان آمن من قبل مالك المفتاح العام.

التشفير غير المتماثل يتم فيه استخدام مفتاح عام لتشفير نص عادي إلى نص مشفر بينما يتم استخدام مفتاح خاص لفك تشفير نص مشفر.

على الإنترنت ، تستخدم الكثير من مواقع الويب الآن بروتوكول HTTPS. ويستخدم بروتوكول HTPPS SSL وهي تقنية أمان قياسية لإنشاء ارتباط مشفر بين الخادم والعميل.

المزايا و العيوب

تتضمن بعض مزايا التشفير المتماثل ما يلي:

الأمان

تستغرق خوارزميات التشفير المتماثل مثل AES مليارات السنين للتصدع باستخدام هجمات القوة الغاشمة.

السرعة

التشفير المتماثل ، بسبب أطوال مفاتيحه الأقصر وبساطته النسبية مقارنة بالتشفير غير المتماثل ، يكون أسرع بكثير في التنفيذ.

في حين أن طريقة التشفير هذه لها مزايا ، إلا أنها تحتوي على بعض العيوب التي تشمل:

عرضة لتسرب المفتاح

من السهل اختراق التشفير المتماثل لأنه بمجرد تسريب جزء من المفتاح ، يمكن للقراصنة إعادة بناء المفتاح بأكمله بسهولة والوصول إلى البيانات السرية.

نقص بيانات الإسناد

استخدام التشفير المتماثل هو يفتقر إلى البيانات الوصفية المضمنة أو بيانات الإحالة. لا يسمح للمستخدمين بتسجيل المعلومات في قائمة التحكم في الوصول ولا يسمح لهم بمراقبة الاستخدام بناءً على تواريخ انتهاء الصلاحية.

غياب نظام الإدارة

تعد إدارة المفاتيح أمرًا ضروريًا عند استخدام التشفير المتماثل. عندما تظل المفاتيح قيد الاستخدام قليلة ، تكون المراقبة اليدوية ممكنة. مع ذلك ، عند استخدامها على نطاق واسع ، يمكن أن يكون تتبع المفاتيح السرية يدويًا أمرًا غير عملي ، مما قد يصبح مشكلة ، خاصة بالنسبة للمعاملات التي تحتوي على الكثير من المعلومات الحساسة.

ختاما

يعد التشفير المتماثل طريقة آمنة وسريعة وبسيطة نسبيًا لتشفير وفك تشفير كميات كبيرة من البيانات دون إجهاد الخوادم. يتم تحقيق التشفير وفك التشفير باستخدام مفتاح واحد فقط ، ويمكن لأي شخص لديه مفتاح فك تشفير جميع الرسائل المشفرة بواسطته. ومع ذلك ، فإن توزيع هذا المفتاح وإدارته أمر صعب وقد يخلق ثغرات للمهاجمين لسرقة المفتاح وتجاوز التشفير. ومع ذلك ، طالما ظل المفتاح سريًا ، فإن تشفير المفتاح المتماثل آمن للغاية.