مواد اثرائية

كيفية عمل التشفير:

خوارزمية التشفير هو دالة رياضية تستخدم في عملية التشفير وفك التشفير. وهو يعمل بالاتحاد مع المفتاح أو كلمة السر أو الرقم أو العبارة، لتشفير النصوص المقروءة.

نفس النص المقروء يشفر إلى نصوص مشفرة مختلفة مع مفاتيح مختلفة. والأمن في البيانات المشفرة يعتمد على أمرين مهمين قوة خوارزمية التشفير وسرية المفتاح. فيما يلي رسم توضيحي صورة(1).

أنواع التشفير:

حالياً يوجد نوعان من التشفير وهما كالتالي:

1- التشفير التقليدي ( Conventional Cryptography ).

2- تشفير المفتاح العام ( Public Key Cryptography ).

التشفير التقليدي:

يسمى أيضاً التشفير المتماثل (Cryptography Symmetric). وهو يستخدم مفتاح واحد ًلعملية التشفير وفك التشفير للبيانات. ويعتمد هذا النوع من التشفير على سرية المفتاح المستخدَم. حيث أن الشخص الذي يملك المفتاح بإمكانه فك التشفير وقراءة محتوى الرسائل أو الملفات. مثال على ذلك؛ إذا أراد زيد إرسال رسالة مشفرة إلى عبيد، عليه إيجاد طريقة آمنة لإرسال المفتاح إلى عبيد. فإذا حصل أي شخص ثالث على هذا المفتاح فإن بإمكانه قراءة جميع الرسائل المشفرة بين زيد وعبيد. فيما يلي رسم توضيحي صورة (2).

بعض الأمثلة على أنظمة التشفير التقليدي:

·                                 شيفرة قيصر: وهي طريقة قديمة ابتكرها القيصر جوليوس لعمل الرسائل المشفرة بين قطاعات الجيش وقد أثبتت فاعليتها في عصره. ولكن في عصرنا الحديث ومع تطور الكمبيوتر لا يمكن استخدام هذه الطريقة وذلك لسرعة كشف محتوى الرسائل المشفرة بها. المثال التالي يوضح طريقة عمل شيفرة قيصر: إذا شفرنا كلمة "SECRET" واستخدمنا قيمة المفتاح 3، فإننا نقوم بتغيير مواضع الحروف ابتداءً من الحرف الثالث وهو الحرف "D"، وعليه فان ترتيب الحروف سوف يكون على الشكل التالي:

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

الحروف بعد استخدام القيمة الجديدة لها من المفتاح "3" تكون على الشكل الحالي:

D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

الآن قيمة الـ D à A ،B E à، F à C، وهكذا.

بهذا الشكل فان كلمة "SECRET" سوف تكون "VHFUHW". لتعطي أي شخص آخر إمكانية قراءة رسالتك المشفرة؛ يجب أن ترسل له قيمة المفتاح "3". 

·                                 تشفير البيانات القياسي (DES ): طُور هذا النظام في نهاية السبعينيات من قبل وكالة الأمن القومي الأمريكية، وهذا النظام بات من الجدوى عدم استخدامه مع تطور أنظمة الكمبيوتر وزيادة سرعة معالجته للبيانات، حيث أنه قد يتم كشف محتوى رسائل مشفرة به في وقت قصير.

·                                 AES, IDEA, 3DES, blowfish,: وهي أنظمة حديثة ومتطورة وأثبتت جدواها في عصرنا الحالي في مجال التشفير.

كل ما ذكر من الأمثلة السابقة يعتمد على مبدأ المفتاح الواحد لعملية التشفير وفك التشفير.

تشفير المفتاح العام:

أو ما يعرف بالتشفير اللامتماثل (Cryptography Asymmetric). تم تطوير هذا النظام في السبعينات في بريطانيا وكان استخدامه حكراً على قطاعات معينة من الحكومة. ويعتمد في مبدأه على وجود مفتاحين وهما المفتاح العام Public key والمفتاح الخاص Privet key، حيث أن المفتاح العام هو لتشفير الرسائل والمفتاح الخاص لفك تشفير الرسائل. المفتاح العام يرسل لجميع الناس أما المفتاح الخاص فيحتفظ به صاحبه ولا يرسله لأحد. فمن يحتاج أن يرسل لك رسالة مشفرة فإنه يستخدم المفتاح العام لتشفيرها ومن ثم تقوم باستقبالها وفك تشفيرها بمفتاحك الخاص. فيما يلي رسم توضيحي صورة (3).

بعض الأمثلة على أنظمة تشفير المفتاح العام:

PGP, DSA, Deffie-Hellman, Elgamal, RSA

جميع هذه الأنظمة تعتمد على مبدأ التشفير اللاتماثلي أو التشفير باستخدام المفتاح العام والمفتاح الخاص.

مزايا وعيوب التشفير التقليدي والتشفير باستخدام المفتاح العام:

التشفير التقليدي أسرع بكثير باستخدام أنظمة الكمبيوتر الحديثة، ولكنه يستخدم مفتاح واحد فقط. فهو عرضة أكثر للاختراقات. أما تشفير المفتاح العام فيستخدم مفتاحين في عملية التشفير وفك التشفير، وهو أقوى وأقل عرضة للاختراقات، ولكنه أبطأ من التشفير التقليدي.

ونتيجة لهذه المزايا والعيوب أصبحت الأنظمة الحديثة تستخدم كلا الطريقتين حيث أنها تستخدم الطريقة التقليدية للتشفير وأما تبادل المفتاح السري الواحد بين الأطراف المتراسلة تتم من خلال استخدام طريقة تشفير المفتاح العام.

قياس قوة التشفير:

التشفير قد يكون قوياً أو ضعيفاً، حيث أن مقياس القوة للتشفير هو الوقت والمصادر المتطلبة لعملية كشف النصوص غير مشفرة من النصوص المشفرة. نتيجة التشفير القوي هو نص مشفر يصعب كشفه مع الوقت أو توفر الأدوات اللازمة لذلك.

خاتمة:

فائدة التشفير كبيرة، حيث انه يوفر الخصوصية والأمن بجميع مفاهيمه للبيانات المنقولة عبر الشبكات المفتوحة. فقد باتت الحاجة ملحة لطرق تشفير قوية لأنه مع التطور السريع للكمبيوتر فانه ينقص من قوة التشفير؛ وذلك لان زيادة سرعة الكمبيوتر تعني تقصير الوقت الذي يحتاجه الكمبيوتر لكسر أو كشف مفتاح تشفير معين.

أحزمة فان ألن:

حزام فان الن يتشكل من حقل مغناطيسي يتكون بسبب دوران نواة الكرة الأرضية الحديدية(تزن ثلث الكرة الأرضية)حول محور الكرة الأرضية, وهذا نفس مبدأ عمل المولد الطاقة الكهربائية لذا يمكننا اعتبار الكرة الأرضية اكبر مولد طاقة "على سطح" الكرة الأرضية


 

يصل ارتفاع أحزمة   فانألن إلى 60 ألف كم في الفضاء الخارجي

ومن اتجاه ترتيب الصخور يمكن التعرف على اتجاه أحزمة ألن و قوتها على مدى التاريخ ,فوجد العلماء أنها تقل بدالة اسيّة على مر الزمان لأنها ترتبط بسرعة دوران الكرة الأرضية و التي تقل بسبب جاذبية القمر للكرة الأرضية و حركتي المد و الجزر,وبسبب التغيرات في اتجاهات و قوى التيارات في باطن الكرة الأرضية الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تغيير مواضع القطبين المغناطيسيين للكرة الأرضية بالنسبة للأقطاب الجغرافية (يصل البعد بين القطب المغناطيسي و القطب الجغرافي المجاور بضعة مئات من الكيلومترات), وكما يفهم من الكلام أعلاه فان سرعة الكرة الأرضية تتباطأ باطراد (منذ حوالي 200الف - 500 ألف عام) إلى درجة ستتوقف عندها الكرة الأرضية عن الدوران .

خلال 500-1000 عام من بدا ضعف الأقطاب ينهار النظام القطبي الثنائي و ينشا ثلاثة أو أربعة او ربما عدد أكثر من الأقطاب المغناطيسية و تقل كثافة الحقل المغناطيسي 10 مرات وعندها سيحل حزام ألن أزاره و تحدث تغيرات كبرى على وجه البسيطة