التشفير غير المتماثل مقابل التشفير المتماثل: ماذا يجب أن تعرف؟

يتم عادةً تقسيم التشفير الحديث إلى اتجاهين رئيسيين: التشفير المتماثل وغير المتماثل. على الرغم من أن التشفير المتماثل يُستخدم غالبًا كمصطلح للتشفير المتماثل، إلا أن التشفير غير المتماثل يشمل كل من التشفير والتوقيعات الرقمية. تستعرض هذه الدليل الاختلافات الرئيسية، والقوة، والضعف في كلا الطريقتين.

الفرق المركزي: مفتاح واحد أم اثنين؟

التمييز الأهم بين هذه الأنظمة يكمن في استخدام المفاتيح. يستخدم التشفير المتماثل مفتاح واحد لكل من التشفير وفك التشفير. أما التشفير غير المتماثل، فيعمل بـ مفتاحين مرتبطين، لكن مختلفين – مفتاح عام للتشفير ومفتاح خاص لفك التشفير.

على الرغم من أن هذا التمييز يبدو بسيطًا، إلا أن له تأثيرًا كبيرًا على كيفية عمل الطريقتين في الممارسة، وعلى الحالات التي يناسبانها أكثر.

كيف تعمل مفاتيح التشفير

في علم التشفير، تولد الخوارزميات مفاتيح كسلاسل من البتات، تُستخدم لحماية المعلومات. يحدد طريقة تنفيذ المفاتيح الفرق بين النهجين.

التشفير المتماثل: نفس المفتاح يدير كل من التشفير وفك التشفير. إذا أرسلت أليس رسالة محمية بواسطة التشفير المتماثل لبوب، فعليها أن تشارك مفتاحها معه. المشكلة واضحة – إذا استولى طرف خبيث على المفتاح، يمكنه قراءة كل الاتصالات.

التشفير غير المتماثل: هنا يُستخدم المفتاح العام لتشفير الرسائل، بينما يفكّر المفتاح الخاص بها. يمكن لأليس أن تشفر رسالة لبوب باستخدام المفتاح العام الخاص به. فقط بوب، الذي يمتلك المفتاح الخاص السري، يمكنه فك التشفير. حتى لو عثر المهاجمون على المفتاح العام، لا يمكنهم فك الرسائل – مما يمنح التشفير غير المتماثل ميزة أمنية كبيرة.

أطوال المفاتيح: مفاتيح أطول لأمان غير متماثل

اختلاف تقني مهم يتعلق بطول المفاتيح، المقاس بالبتات، والذي يؤثر مباشرة على مستوى الأمان.

في الأنظمة المتماثلة، تُختار المفاتيح عشوائيًا، عادةً 128 أو 256 بت، حسب متطلبات الأمان. أما في التشفير غير المتماثل، يجب أن يكون هناك علاقة رياضية بين المفتاح العام والخاص. يمكن أن يُستغل هذا النمط من قبل المهاجمين، مما يعني أن المفاتيح غير المتماثلة يجب أن تكون أطول بشكل كبير.

الفرق واضح: مفتاح متماثل بطول 128 بت ومفتاح غير متماثل بطول 2048 بت يوفران تقريبًا نفس مستوى الأمان. هذا الاختلاف في الطول له تأثير مباشر على قوة الحوسبة والسرعة.

المزايا والعيوب: التوازن بين السرعة والأمان

التشفير المتماثل:

• ✓ معالجة سريعة جدًا
• ✓ يتطلب قدرة حوسبة أقل
• ✗ توزيع المفاتيح يمثل تحديًا أمنيًا – يجب أن يكون الجميع الذين يحتاجون الوصول لديهم نفس المفتاح

التشفير غير المتماثل:

• ✓ يحل مشكلة توزيع المفاتيح
• ✓ يمكن مشاركة المفتاح العام بحرية دون خطر أمني
• ✗ أبطأ بكثير من التشفير المتماثل
• ✗ يتطلب قدرة حوسبة أكبر بشكل ملحوظ بسبب أطوال المفاتيح الأطول

أين تُستخدم أنواع التشفير هذه؟

التشفير المتماثل في الممارسة

يُستخدم التشفير المتماثل على نطاق واسع لحماية البيانات في أنظمة الحاسوب الحديثة، خاصة حيث يُعطى السرعة أولوية. المعيار المتقدم للتشفير (AES) هو المثال القياسي – يُستخدم من قبل الحكومة الأمريكية للمعلومات المصنفة والحساسة. حلّ AES محل معيار التشفير البيانات (DES) السابق من سبعينيات القرن الماضي.

التشفير غير المتماثل في الممارسة

يُناسب التشفير غير المتماثل الأنظمة التي يحتاج فيها العديد من المستخدمين إلى تشفير وفك تشفير البيانات، حتى عندما لا يكون السرعة أولوية. مثال كلاسيكي هو البريد الإلكتروني المشفر: يستخدم المرسل المفتاح العام للمستلم لتشفير الرسالة، ويستخدم المستلم مفتاحه الخاص لفك التشفير.

أنظمة هجينة: الأفضل من كل العالمين

في الواقع، غالبًا ما يتم دمج الطريقتين. بروتوكولات التشفير مثل طبقة مآخذ الأمان (SSL) وأمان طبقة النقل (TLS) مصممة للاتصالات الآمنة عبر الإنترنت. يُعتبر SSL قديمًا، بينما أصبح TLS المعيار العالمي بين متصفحات الويب ويُستخدم لحماية آلاف المعاملات اليومية.

ماذا تقول التشفير غير المتماثل عن العملات الرقمية؟

هناك فهم خاطئ واسع الانتشار: لأن البيتكوين والعملات الرقمية الأخرى تستخدم المفاتيح العامة والخاصة، فهي تستخدم التشفير غير المتماثل. الحقيقة أكثر تعقيدًا.

تستخدم العملات الرقمية تقنيات التشفير لأمان المحافظ – عندما ينشئ المستخدم كلمات مرور، يتم تشفير الملفات. لكن أزواج المفاتيح في أنظمة البلوكتشين تنتمي أساسًا إلى التشفير غير المتماثل كآلية توقيع رقمي، وليس بالضرورة كـ تشفير.

هناك فرق مهم: التوقيعات الرقمية والتشفير ليسا دائمًا نفس الشيء. يمكن توقيع رسالة رقميًا دون أن تكون مشفرة. يمكن لـ RSA أن يوقع ويشفر، لكن ECDSA – الخوارزمية التي يستخدمها البيتكوين – يوقع فقط بدون تشفير.

الأفكار الختامية

يلعب كل من التشفير المتماثل وغير المتماثل أدوارًا حاسمة في الصورة الأمنية الرقمية. لكل منهما مزاياه: التشفير المتماثل يتفوق في السرعة، والتشفير غير المتماثل في بنية الأمان. يُستخدمان في مجالات مختلفة تمامًا لأنه كل منهما يحل مشكلات مختلفة.

مع تطور علم التشفير لمواجهة تهديدات جديدة وأكثر تعقيدًا، من المحتمل أن تظل كلا الطريقتين ضرورية لأمن الحواسيب في السنوات القادمة.