مقدمة الى التشفير

[سيف الإسلام]

بسم الله الرحمن الرحيم
_____________________________

جميعنا قد صدعت الكتب الدراسية و المجلات الرخيصة رؤوسنا بأننا نعيش في عصر المعلومات و الاتصالات و الى اخر هذا الكلام الفارغ الذي لا يجيدون سواه
لذلك لن اعيد كلامهم فجميعنا يعلم لماذا نحتاج التشفير و سأبدأ بالموضوع فورا


​

مقدمة :

عُرف علم التشفير أو التعمية منذ القدم، حيث استخدم في المجال الحربي والعسكري. فقد ذكر أن أول من قام بعملية التشفير للتراسل بين قطاعات الجيش هم الفراعنة. وكذلك ذكر أن العرب لهم محاولات قديمة في مجال التشفير. و استخدم الصينيون طرق عديدة في علم التشفير والتعمية لنقل الرسائل أثناء الحروب. فقد كان قصدهم من استخدام التشفير هو إخفاء الشكل الحقيقي للرسائل حتى لو سقطت في يد العدو فإنه تصعب عليه فهمها. وأفضل طريقة استخدمت في القدم هي طريقة القصير جوليوس وهو أحد قياصرة الروم. أما في عصرنا الحالي فقد باتت الحاجة ملحة لاستخدام هذا العلم "التشفير" وذلك لإرتبط العالم ببعضه عبر شبكات مفتوحة. وحيث يتم استخدام هذه الشبكات في نقل المعلومات إلكترونياً سواءً بين الأشخاص العاديين أو بين المنظمات الخاصة والعامة، عسكرية كانت أم مدنية. فلابد من طرق تحفظ سرية المعلومات. فقد بذلت الجهود الكبيرة من جميع أنحاء العالم لإيجاد الطرق المثلى التي يمكن من خلالها تبادل البيانات مع عدم إمكانية كشف هذه البيانات.
ومازال العمل والبحث في مجال علم التشفير مستمراً وذلك بسبب التطور السريع للكمبيوتر والنمو الكبير للشبكات وبخاصة الشبكة العالمية الإنترنت.




​

ما هو التشفير أو التعمية (Cryptography ) :

التشفير هو العلم الذي يستخدم الرياضيات للتشفير وفك تشفير البيانات.

التشفير يُمكّنُك من تخزين المعلومات الحساسة أو نقلها عبر الشبكات غير الآمنة- مثل الإنترنت- وعليه لا يمكن قراءتها من قبل أي شخص ما عدا الشخص المرسل لـه. وحيث أن التشفير هو العلم المستخدم لحفظ أمن وسرية المعلومات، فإن تحليل وفك التشفير (Cryptanalysis) هو علم لكسر و خرق الاتصالات الآمنة.


أهداف التشفير:
يوجد أربعة أهداف رئيسية وراء استخدام علم التشفير وهي كالتالي:
1. السرية أو الخصوصية ( Confidentiality ) :
هي خدمة تستخدم لحفظ محتوى المعلومات من جميع الأشخاص ما عدا الذي قد صرح لهم الإطلاع عليها.
2.تكامل البيانات (Integrity ) :
وهي خدمة تستخدم لحفظ المعلومات من التغيير ( حذف أو إضافة أو تعديل ) من قبل الأشخاص الغير مصرح لهم بذلك.
3.إثبات الهوية ( Authentication ) :
وهي خدمة تستخدم لإثبات هوية التعامل مع البيانات ( المصرح لهم ).
4.عدم الجحود[FONT=&quot] ( Non-repudiation[FONT=&quot] )[/FONT][FONT=&quot] :[/FONT][/FONT]
وهي خدمة تستخدم لمنع الشخص من إنكاره القيام بعمل ما.
إذاً الهدف الأساسي من التشفير هو توفير هذه الخدمات للأشخاص ليتم الحفاظ على أمن معلوماتهم.

أنواع التشفير :
حالياً يوجد نوعان من التشفير وهما كالتالي :
1. [FONT=&quot]التشفير التقليدي[FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot] ( [/FONT]Conventional Cryptography[FONT=&quot] ).[/FONT] [/FONT]
2. [FONT=&quot]تشفير المفتاح العام[FONT=&quot].[/FONT][FONT=&quot] ( [/FONT]Public Key Cryptography[FONT=&quot] ).[/FONT][/FONT]





من منا لا يعرف المعادلات الرياضية التي تعلمانها في المدرسة ....؟؟؟؟
مثال :
ع = س + 13 أي كلما أعطينا قيمة لي س نجد قيمة ع

​

قيم س
1

2
3
4
قيم ع
14

15
16
17

السؤال المطروح ماهي فائدة المعادلة في التشفير ...؟؟
الجواب : تخيل أن الحروف هي عبارة عن أرقام هدا ليس خيال بل حقيقة عند جهاز الكمبيوتر.


مثلا :
1= A 8= H 15= O 22= V
2= B 9= I 16= P 23= W
24= X 17= Q 10= J 3= C
4= D 11= K 18= R 25= Y
5= E 12= L 19= S 26= Z
6= F 13= M 20= T
7= G 14= N 21= U

مجال الحروف [Z….A] ومجل الأرقام [26….1]
الآن نعود إلى المعادلة السابقة :
ع = س + 13


​

قيم س
A

B
C
D
قيم ع
N

O
P
Q

الشرح : أي عندما أعطينا لي س القيمة A تحصلنا على قيمة ع وهي N
س : يمثل الحرف الأصلي
ع : يمثل الحرف المشفر
أي الحرفAيصبحN بعد عملية التشفير
ع = س + 13

13 + A = N

14= 1 + 13

​

اظن أن الجميع فهم فائدة المعادلة في التشفير

ألان نريد تشفير كلمة ABDELMALEK باستعمال المعادلة السابقة :
عندما نعطي لي س الحرف A نجد أن ع تصبح قيمتها N
عندما نعطي لي س الحرف B نجد أن ع تصبح قيمتها O
عندما نعطي لي س الحرف D نجد أن ع تصبح قيمتها Q
عندما نعطي لي س الحرف E نجد أن ع تصبح قيمتها R
عندما نعطي لي س الحرف L نجد أن ع تصبح قيمتها Y
عندما نعطي لي س الحرف M نجد أن ع تصبح قيمتها Z
عندما نعطي لي س الحرف A نجد أن ع تصبح قيمتها N
عندما نعطي لي س الحرف L نجد أن ع تصبح قيمتها Y
عندما نعطي لي س الحرف E نجد أن ع تصبح قيمتها R
عندما نعطي لي س الحرف K نجد أن ع تصبح قيمتها X
أي عند تشفير كلمة ABDELMALEK بمعادلة السابقة نجد NOQRYZNYRX

​

ملاحظة هامة

فك التشفير يكون بإدخال النص المشفر إلى المعادلة س = ع – 13





على فكرة هذه المعادلة هي المعادلة المستعملة في خوارزمية التشفير ROOT13
منقول بتصرف عن : مدخل الى علم التشفير

الباحث / نصر محمد علاء الدين


______________________________


تكملة الموضوع بقلمي و وجدت انه من الافضل الفصل بين الموضوعين حفاظا على حقوق صاحب المقالة الاولى كما انني اكره نقل مقالة دون ان اضيف عليه شيئا من عندي اتن ذلك يورثني شعور سيء

المهم

الكلام السابق كان عن اول نوع من انواع التشفير و هو التشفير التقليدي

(conventional encryption )
و هذه صورة لتوضيح اليته

​

فكرته العامة تتلخص في وجود الية معينة للتشفير تسمى مفتاح (key)
يتفق عليها المرسل و المستقبل و يقوم المرسل باستخدامه لشتفير الرسالة ثم ارسالها و عند وصولها يقوم المستقبل بفكها بواسطة المفتح نفسه
هذه الطريقة جميلة و لكن لها مشكلة خطيرة
الا و هي الاتصال لاول مرة
فلنفترض انك تريد ان تتواصل مع صديقك لأول مرة و تريديون الاتفاق على مفتاح التشفير
فماذا لو كان احد يتنصت عليكم و انتم تقومون بالاتفاق على المفتاح ؟؟
عندئذ سيحصل على المفتاح و سيستطيع ان يفهم كلامكم و يفك تشفير رسائلكم

مشكلة ثانية لهذا التشفير (و خوارزميات الشبيهة ب ROOT13 خصوصا )

انه يمكن تخمينها بواسطة الالحتمالات الرياضية خصوصا اذا عرفت اللغة المكتوبة فيها
ففي علم اللغات , هناك نسب رياضية دقيقة الى مرحلة جيدة
تعبر عن تكرار الحرف في كذا كلمة
فمثلا معدل تكرار الحرف E في اللغة الانكليزية هو 25%
اي من كل 100 حرف هناك 25 حرف E
(لست مأكدا من دقة الارقام ولكن المثال للتوضيح )

و تحضرني هنا قصة احد العلماء العرب الذي اراد الملك اليوناني ان يختبر ذكائه , فكتب له رسالة باللغة اليونانية و ارسلها له
و بعد ساعة جاءه العالم و معه نص الرسالة مترجما

و حين سئل عن كيفية ذلك قال : " بما ان الرسالة مرسلة الى مسلم فلا بد ان تبدأ ببسم الله الرحمن الرحيم "
و هكذا توصل الرجل الى معنى حوالي 9 حروف من اللغة بواسطة الجملة الاولى فقط
و سار على هذا المنوال حتى ترجم الرسالة كاملة

الشاهد من القصة ان التشفير التقليدي
يحوي العديد من المخاطر التي تؤدي الى فكها
لذلك وجد ما يسمى بالتشفير الغير تقليدي
او تشفير المفتاح العام

(Public Key encryption)
هذا المجال هو الاكثر استخداما حاليا و يعطي وثوقية لا بأس بها مقارنة بالتشفير السابق
له عنصرين رئيسيين :
1- المفتاح العام (Public Key)
2- المفتاح الخاص (Private Key)
اشهرها خوارزمية تعرف باسم (RSA)
نسبة الى مخترعيها الثلاثة في معهد MIT
(احدهم اسرائيلي بالمناسبة و يدعى شامير و حرف ال S في اسم الخوارزمية يعود له)

هذه الخوارزميات تكون معقدة و تعتمد بشكل كبير على نظرية الاعداد الرياضية

كيفية الاستخدام :
يكون هناك في العملية مفتاحان للتشفير
و عندما تطلب الاتصال بجهة مؤمنة ما , تقوم تلك الجهة باعطاءك المفتاح العام (Public key)
و من هنا سمي بالعام لانه يمنح للجميع
هذا المفتاح يستخدم فقط للتشفير و لا يمكن فكه الا بواسطة المفتاح الخاص
(private key)
الذي تحتفظ به الجهة المؤمنة لنفسها
لذلم يقوم المستخدم باستخدام المفتاح العام الذي تلقاه و يشفر الرسالة ثم يقوم بارسالها الى المستقبل الذي يستخدم المفتاح الخاص لفكها و قرائتها

الامر شبيه بأن يخبرك صديقك بانه يريد ان يرسل لك غرضا سريا مع احد فمالحل ا؟؟
تقوم بصناعة صدندوق و تضع له قفل ثم تترك القفل مفتوح و ترسله مع وسيط و حين يستلم صديقك الصندوق يضع في الغرض السري و يقوم باغلاقه و يعيد ارساله مع الوسيط
الذي لا يستطيع ان يفتح الصندوق لانك الوحيد الذي يملك مفتاحه
و حين يصلك الصندوق تقوم بفتحه و اخذ الاغراض
و هذه صورة للتوضيح

_________________________________________
لا تنسوني من صالح دعائكم
اخوكم سيف الاسلام
ساحات الدفاع العربي
حرر في
10\26\2011


​