تشفير قيصر حراسة لأمن تكنولوجيا المعلومات

— محدث:
تشفير قيصر حراسة لأمن تكنولوجيا المعلومات
الصورة: vk.com
Ratmir Belov
Journalist-writer

بالنظر إلى حقيقة أن سرعة تبادل البيانات الرقمية كانت تتزايد باستمرار في السنوات الأخيرة ، فإن ضمان أمن المعلومات عند استلام وتخزين ونقل البيانات يأتي في المقدمة.

لتقليل مخاطر وقوع المعلومات في الأيدي الخطأ ، من الضروري استخدام إجراء تشفير حتى يتمكن المستلم المقصود فقط من الوصول إلى البيانات. أحد أبسط أنواع الترميز هو تشفير قيصر.

تشفير قيصر هو ترميز أحادي الحروف الأبجدية ، وهو نوع من تشفير أحرف البدل الذي يختلف عن أنظمة التشفير الأخرى حيث يتم استبدال كل حرف في النص العادي بآخر ، مأخوذ من الأبجدية وتحويلها لعدد معين من المواضع.

نظرًا لانتشار استخدام تقنيات الإنترنت على نطاق واسع ، تظهر مشاكل أمن المعلومات أكثر فأكثر ، وتعتبر حماية المعلومات السرية ذات أهمية قصوى في الخدمات المصرفية عبر الإنترنت. في الغالبية العظمى من الحالات ، يلتزم المزود بضمان أمان البنية التحتية الخاصة به ، فضلاً عن حماية البيانات الشخصية وتطبيقات العملاء ، بينما يجب على الأخير التأكد من أن المزود قد اتخذ جميع التدابير اللازمة لضمان المعلومات الأمان.

DevOps – التطوير والعمليات
DevOps – التطوير والعمليات

لتقليل مخاطر وقوع البيانات الشخصية في الأيدي الخطأ ، يجب تحويل البيانات إلى نموذج غير قابل للقراءة ، ويتم تنفيذ هذا الإجراء من جانب المرسل ، وبعد ذلك ، من جانب المستلم بالفعل ، يتم التحويل العكسي إلى الشكل المقروء يحدث. وبالتالي ، يمكن القول أن مشكلة الحفاظ على سرية المعلومات ذات أهمية خاصة لكل من الأفراد والشركات الكبيرة.

التشفير

علم حماية المعلومات من الوقوع في الأيدي الخطأ ، عن طريق تحويلها إلى شكل لا يستطيع المهاجمون التعرف عليه أثناء التخزين والإصدار ، موجود منذ أكثر من ألفي عام.

Caesar's cipher
الصورة: gkaccess.com

يأتي مفهوم التشفير من كلمتين تعنيان “مخفي” و “كتابة” ، مما يجعل الاتصال غير مفهوم للجميع باستثناء المستلمين المقصودين. تسمى الرسالة التي من المفترض إرسالها نصًا عاديًا ، بينما الرسالة التي يتم إرسالها بالفعل هي نص مشفر بالفعل. من المعتاد التمييز بين نوعين رئيسيين من التشفير ، وهما ، اعتمادًا على نوع مفاتيح الأمان المستخدمة لتشفير البيانات ثم فك تشفيرها ، طرق التشفير غير المتماثلة والمتناظرة.

التشفير المتماثل

يتضمن تشفير المفتاح المتماثل استخدام مفتاح واحد لكل من التشفير وفك التشفير ، وهي تقنية تُعرف باسم تشفير المفتاح الخاص الذي يمكن تحديثه لتوفير مفاتيح إضافية.

ملفات تعريف الارتباط هي ملفات غامضة لا يعرفها سوى قلة من الناس.
ملفات تعريف الارتباط هي ملفات غامضة لا يعرفها سوى قلة من الناس.

هذا النهج ، بالمقارنة مع الأسلوب غير المتماثل ، أكثر كفاءة وفعالية ، ويتم إنشاء المفتاح بواسطة خوارزمية التشفير المناسبة ، والتي يتم إرسالها بعد ذلك إلى قسم المستلم. طريقة التشفير المتماثل مليئة بعدد من المشاكل ، حيث لا توجد قنوات آمنة عمليًا في الطبيعة ، وبالتالي يتم نقل المفتاح مع البيانات ، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة عرض النطاق الترددي ، مع زيادة التكاليف.

تشفير غير متماثل

يسمى هذا النوع من التشفير تشفير المفتاح العام ، ويتم استخدام مفتاحين ، أحدهما ، المستخدم للتشفير ، هو عام ومعروف لعامة الناس ، بينما الثاني ، المستخدم لفك التشفير ، معروف فقط لمستخدم المقابلة. مفتاح وخاص. من خلال ربط المفاتيح رياضيًا ، لا يمكن فك تشفير البيانات المشفرة باستخدام المفتاح العام إلا عن طريق المفتاح الخاص المقابل ، وبالتالي حل مشكلة تشفير إدارة المفاتيح المتماثلة. ومع ذلك ، فإن هذه الطبيعة الفريدة لتشفير المفتاح العام تجعله أكثر عرضة للهجوم.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن طرق التشفير غير المتماثلة ، والتي تتطلب قوة حوسبة كبيرة ، تكون أبطأ بنحو ألف مرة من التشفير المتماثل. كطرق لتحويل البيانات إلى شكل غير قابل للقراءة ، عادة ما يتم استخدام الطرق المتعلقة بالتبديل والاستبدال. أحد الأمثلة على طريقة الاستبدال هو مجرد تشفير قيصر ، والذي يتميز بخوارزمية تشفير وفك تشفير بسيطة إلى حد ما. لفك تشفير النظام ، لا يحتاج المرء حتى إلى معرفة مفتاح التشفير ، وهو أمر سهل بما يكفي للتصدع عن طريق تغيير ترتيب التشفير وتغيير ترتيب الأبجدية.

Caesar's cipher
الصورة: wikimedia.org

في حالة ما إذا كان معروفًا بشكل موثوق أنه تم استخدام تشفير قيصر في الترميز ، فمن أجل إجراء تحليل التشفير بالقوة الغاشمة ، سيكون من الضروري فقط الفرز من خلال 26 مفتاحًا ، فيما يتعلق باللغة الإنجليزية ، نظرًا لشعبية التشفير وفك التشفير. بالإضافة إلى ذلك ، إذا أصبح حرفًا واحدًا معروفًا ، فعند تحديد الإزاحة ، يمكنك فك تشفير الرسالة بأكملها بسرعة. واحدة من أكثر الطرق شيوعًا المستخدمة في تحليل الشفرات هي “تحليل التردد” ، والتي تفترض أنه في النصوص الطويلة ، وفي النصوص المختلفة من نفس اللغة ، لا يتغير تكرار حدوث حرف معين من الأبجدية. اكتسبت طريقة تحليل الشفرات التردد شهرة خاصة في عام 1822 ، في عملية فك رموز الهيروغليفية المصرية. منذ منتصف القرن الماضي ، تم تطوير الغالبية العظمى من خوارزميات التشفير مع مراعاة مقاومة تحليل التشفير الترددي ، وبالتالي يتم استخدامه عادةً في عملية تدريب مصممي التشفير في المستقبل.

كيفية فك تشفير قيصر

لقراءة رسالة مشفرة في مثل هذا التشفير ، يحتاج جهاز التكسير فقط إلى معرفة النص المشفر ، ويمكن أن تحدث حالتان. لذلك ، في الحالة الأولى ، يُفترض أنه تم استخدام تشفير بسيط إلى حد ما ، لكن من غير المعروف أنه تم استخدام تشفير قيصر ، بينما في الحالة الثانية ، يكون التشفير معروفًا ، لكن قيمة التحول غير معروفة. </ ص>
يسمح الموقف الأول بالتكسير باستخدام الطرق المستخدمة لتشفير بديل بسيط ، نظرًا لاستخدام حلول مماثلة ، مثل تحليل التردد ، سيكون من الممكن ملاحظة الانتظام المستخدم في الحل بسرعة ، وبناءً عليه يمكننا أن نستنتج أن نظام الترميز المستخدم هي شفرة قيصر. الموقف الثاني أكثر بساطة ، لأنه على سبيل المثال ، اللغة الإنجليزية ، لا يوجد سوى 25 خيار تغيير يمكن اختبارها باستخدام طريقة القوة الغاشمة. وبالتالي ، من الممكن كتابة جزء من النص تم ترميزه في عمود لجميع التحولات الممكنة ، باستخدام تقنية تُعرف باسم “إكمال مكون بسيط”.

تصميم يحركه المجال – برمجة DDD
تصميم يحركه المجال – برمجة DDD

في حالة وجود نص عادي مكتوب بلغة طبيعية ، فمن المحتمل أن يكون خيار فك التشفير هو الخيار الوحيد ، بينما عند استخدام رسائل قصيرة بدرجة كافية ، يكون هناك عدد من خيارات فك التشفير الممكنة ، مع مراعاة التحولات المختلفة. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن الإجراء ، الذي يتضمن تشفيرًا متعددًا ، لا يزيد من درجة مقاومة القرصنة.

الإخراج

يعد تشفير Caesar أحد أبسط أنواع التشفير ، وغالبًا ما يتم دمجه مع تقنيات أخرى. حاليًا ، يتم التشفير ، عن طريق الاستبدال والتبديل ، باستخدام أجهزة الكمبيوتر ، ومن أجل الحصول على تشفير آمن وموثوق بدرجة كافية ، يجب استخدام مجموعة من الأساليب الكلاسيكية.

3
محتوى يشارك