التشفير في الأمن السيبراني (٢)
انظر إلى الجداول الحرفية أمامك: كيف تحولت كلمة HELLO باستخدام كلمة المفتاح KEY إلى RIJVS؟ الأمر يعتمد على إزاحة كل حرف بمقدار محدد وفقا لترتيب حروف المفتاح. الحرف الأول L أزيح بمقدار 24 موضعا ليصبح J، والحرف الذي يليه L أزيح بمقدار 10 مواضع ليصبح V، وهكذا مع باقي الحروف. لفك التشفير، تعود بالعملية العكسية نحو الخلف بالمقدار نفسه لكل حرف في النص المشفر RIJVS ليقابل حرف الكلمة الأساسية KEY. في الجزء البرمجي أسفل الصفحة، نكتب دالة vigenere_encrypt لحساب طول المفتاح بواسطة الكلمة المفتاحية، ثم تحويل كل حرف في المفتاح والنص الأصلي إلى قيمته الرقمية في نظام ترميز آسي ASCII باستخدام الأمر ord ليتم استخدامها في خطوات التشفير اللاحقة.
يقوم التشفير في الأمن السيبراني على تحويل البيانات الواضحة إلى رموز سرية لمنع المتسللين من قراءتها، مع إتاحة استعادتها للمستخدم المخول عبر خوارزميات ومفاتيح محددة. تعتمد خوارزمية فيجنر على إزاحة حروف الرسالة بناءً على أحرف الكلمة المفتاحية عبر نظام ترميز آسكى بواقع حرفاً. أما خوارزمية ديفي-هيلمان فتتيح لطرفين تبادل مفتاح سري مشترك بأمان عبر قناة غير آمنة باستخدام أعداد أولية وأسس رياضية دون إرسال المفتاح نفسه. كما ترتبط تقنية سلسلة الكتل بالأمن السيبراني لتوفير سجلات لامع مركزية آمنة في إدارة الهوية والعقود الذكية وسلسلة التوريد والتخزين. مثال ذلك: شفرة كلمة HELLO باستخدام الكلمة الأساسية KEY عبر إزاحة كل حرف بمقدار يطابق حرف الكلمة المفتاحية لتصبح RIJVS، وفك التشفير يعكس العملية باتجاه الخلف.
الفكرة الأساسية
التشفير هو حماية الرسائل والبيانات بتحويلها إلى صيغة غير قابلة للقراءة للمتسللين، ولا يستطيع فكها إلا من يملك المفتاح أو الطريقة الصحيحة. الفكرة تقوم على إخفاء محتوى البيانات عند انتقالها عبر شبكات غير آمنة.
الشرح
انظر إلى خوارزمية فيجنر: تأخذ الحرف الأصلي من الرسالة وتبحث عن إزاحته باستخدام حرف من الكلمة المفتاحية. يتم تحويل الحروف إلى قيم نظام آسكى، وتجري عملية الإزاحة ضمن حرفاً باستخدام باقي القسمة للمتغيرات. لفك التشفير، تعكس العملية وتزيح الحرف إلى الخلف بالمقدار المُمثّل للحرف المقابل في الكلمة الأساسية. أما في خوارزمية ديفي-هيلمان لتبادل المفاتيح، فيتفق الطرفان أولاً على عددين أوليين مثل جذر أولي ومعامل باقي القسمة . يختار كل طرف رقماً سرياً خاصاً به، ثم يتبادلان القيّم العامة المحسوبة بالأسس وباقي القسمة، ليتمكن كل طرف من الوصول إلى مفتاح سري مشترك دون إرساله عبر الشبكة.
مثال محلول خطوة بخطوة
لتشفير كلمة HELLO باستخدام الكلمة الأساسية KEY:
- حرف H يتم إزاحته بمقدار موضعاً ليصبح R.
- حرف L يتم إزاحته بمقدار مواضع ليصبح I.
- حرف L يتم إزاحته بمقدار مواضع ليصبح J.
- حرف O يتم إزاحته بمقدار مواضع ليصبح S. تصبح الكلمة المشفرة RIJVS. لفك التشفير، انطلق من RIJVS وطبق الإزاحة العكسية إلى الخلف بقيمة الكلمة المفتاحية KEY لتعود الكلمة الأصلية HELLO.
أخطاء شائعة
- الاعتقاد بأن تبادل المفاتيح في ديفي-هيلمان يتم بإرسال المفتاح السري مباشرة عبر القناة غير الآمنة، والصحيح أنه يتم إرسال قيم عامة فقط ويحسب كل طرف المفتاح سرياً.
- الخلط بين اتجاه الإزاحة في التشفير وفك التشفير؛ فالتشفير يكون إلى الأمام بينما فك التشفير يكون إلى الخلف.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: ما الناتج الأولي لحساب باقي القسمة في خوارزمية ديفي-هيلمان؟ الإجابة: النتيجة هي . السؤال الثاني: كيف تفك تشفير حرف تم إزاحته للأمام في خوارزمية فيجنر؟ الإجابة: يتم إجراء العملية العكسية بإزاحة الحرف إلى الخلف بالمقدار المحدّد للحرف المقابل في الكلمة الأساسية.