الرئيسيةعريقبحث

علم التعمية

☰ جدول المحتويات

آلة إنجما، الآلة التي إستخدمها الالمان خلال الحرب العالمية الثانية
تشفير المفتاح المتناظر، حيث يتم استخدام نفس المفتاح لكلا التشفير وفك التشفير
آلة التشفير الألمانية Lorenz cipher التي تم استخدامها في الحرب العالمية الثانية لتشفير رسائل مهمه للعسكريين.

علم التعمية أو علم التشفير (باللاتينية: Cryptographia) (Cryptography)‏ هو دراسة وممارسة بعض التقنيات لتأمين عملية التواصل بوجود أشخاص أخرين والذين يسمون أعداء ( adversaries ). بصوره عامة، علم التشفير يهتم بإنشاء وتحليل بعض الأنظمة التي تمنع الأعداء أو العامة من قراءة الرسائل الخاصة. أي بوسائل تحويل البيانات (مثل الكتابة) من شكلها الطبيعي المفهوم لأي شخص إلى شكل غير مفهوم بحيث يتعذّر على من لا يملك معرفة سرية محددة معرفة فحواها. مجالات مختلفة من علم أمن المعلومات مثل سرية المعلومات و سلامة المعلومات ومصادقة البيانات تعتبر جوانب أساسية من علم التشفير الحديث. في شكلها المعاصر، التعمية يوجد في عدد من العلوم كعلم الرياضيات و علوم الحاسب و الهندسة الكهربائية وعلوم التواصل و الفيزياء. يحظى هذا العلم اليوم بمكانة مرموقة بين العلوم، إذ تنوعت تطبيقاته العملية لتشمل مجالات متعددة منها:التجارة الإلكترونية وبطاقات الدفع الإلكتروني والعملات الرقمية وكلمات مرور أجهزة الكمبيوتر والاتصالات العسكرية.

علم التعمية بنسخته القديمة مماثل لعملية التشفير والذي يهتم بتحويل المعلومات من وضعها القابل للقراءة لتظهر بشكل لامعنى له. يشارك المنشئ للرسالة المشفره نظام الأكواد المستخدمه في التشفير مع الأشخاص المقصوديين والموجهه لهم الرسالة. وبذلك لايتمكن الأعداء الذين لديهم هذه الأكواد من فهم الرسالة. في دراسات علم التعمية دائما مايستخدم اسم للدلاله للمرسل Alice ( أو الرمز "A") )، واسم Bob (أو الرمز "B" ) للمستقبل المعني بالرسالة واسم Eve للأعداء. إزدات صعوبة الطرق المستخدمة بدراسة علم التعمية وانتشرت تطبيقاته بشكل أكثر مع التطورات المستحدثه بالأله الدوارة بالحرب العالمية الأولى ومع اختراع الكمبيوتر بالحرب العالمية الثانية.

يعتمد علم التعمية الحديث بشكل مكثف على نظريات رياضية وتطبيقات علم الحاسب. تُصمم خوارزميات التشفير بناء على فروض حاسوبية صعبة من الصعب اختراقها من قبل العدو.


مصطلح التعمية

استعمل العرب هذا المصطلح كناية عن عملية تحويل نص واضح إلى نص غير مفهوم باستعمال طريقة محددة، يستطيع من يفهمها أن يعود ويفهم النص. غير أن في الوقت الحالي كثر استعمال مصطلح التشفير.

أصل التسمية الإنجليزية هو كلمة إغريقية، وتعني الكتابة السرية، من الكلمة كريبتو "crypto" من "κρυπτός" اليونانية، بمعنى "السرية"، والكلمة (graphei",(γραφή"، غرافي، وتعني الكتابة، وكلمة كريبتو لوجي تشترك مع سابقتها في لفظة (كربتو)، وكلمة (logy) تعني علم.[1] عند تفكيك كلمة تشفير، سنجد أن البادئة (en) تعني (to make)، وترجمتها(العمل على). الجزء (crypt) هو صفة مشتقة من (crypto). وعلى ذلك تكون كلمة تشفير بمعنى إجراء معالجة البيانات التشفير على مادة ما. [1]

تاريخ علم التعمية وتحليلها

علم التشفير التقليدي

أنواع الشفرات التقليدية الرئيسة هي شفرات التبديل Transposition cipher، والتي يعاد فيها ترتيب حروف الرسالة (على سبيل المثال، "مرحبا أيها العالم" تصبح "ابحرم اهيأ ملاعلا 'في نظام إعادة ترتيب بسيط)، وشفرات الاستبدال تعمية استبدال، التي تستبدل منهجيا حروف أو مجموعات من الحروف لرسائل مع حروف أو مجموعة من الحروف الأخرى (على سبيل المثال، 'يطير في ان واحد' تصبح 'اظاز قا به يبخذ' عن طريق استبدال كل حرف مع الحرف الذي يليه في الأبجدية العربية).

علم التشفير الحديث

تستند خوارزميات التشفير الحديثة بشكل كبير إلى نظرية رياضية وممارسة علم الحاسوب، ويتم تصميم خوارزميات التشفير استنادا إلى فرضيات صعوبة الحساب فرض صعوبة الحساب، مما يجعل من الصعب كسر مثل هذه الخوارزميات عملياً، من قبل أي خصم. من الممكن، نظريا، كسر هذه الخوارزميات ولكن من غير المجدي عمليا القيام بذلك بأي وسيلة عملية معروفة. لذلك تسمى هذه الصيغ آمنة حسابيا؛ طبقا للتقدم النظري في العلوم، على سبيل المثال، تتطلب هذه الحلول أن تتكيف باستمرار، مع إدخال تحسينات في خوارزميات تحليل العدد الصحيح إلى عوامله، وتقنيات حوسبة أسرع. توجد نظم آمنة بحسب نظرية المعلومات الأمان من حيث نظرية المعلومات، الأمان من حيث نظرية المعلومات، وسبق برهنة عدم إمكانية كسرها حتى مع توفر قدرة حوسبة غير محدودة، مثل، لوحة المرة الواحدة لوحة المرة الواحدة، لكن هذه النظم أكثر صعوبة في التطبيق من الآليات الجيدة، القابلة للكسر نظريا وآمنة حسابيا.المخطط في أدناه يبين تصنيفا للشفرات.

Cipher-taxonomy ar.png

استعمالات حديثة

في العصر الحديث، تعد آلة إنجما التي استخدمها الجيش الألماني في الحرب العالمية الثانية، أبرز مثال على استخدام التعمية لتحقيق تفوق على العدو في مجال الاتصالات، وكانت الأبحاث التي جرت بشكل منفصل في كل من المؤسستين العسكريتين الأمريكية والبريطانية في سبعينيات القرن العشرين فتحا جديدا فيما صار يعرف الآن بتقنيات التعمية القوية المعتمدة على الحوسبة، وارتبطت التعمية بعلوم الجبر ونظرية الأعداد ونظرية التعقيد ونظرية المعلوميات.

توسع نطاق تطبيقات التعمية كثيرا في العصر الحديث بعد تطور الاتصالات وحدوث ثورة الاتصالات بما تتطلبه أحيانا من استيثاق وحاجة إلى ضمان عدم التنصت ومنع التجسس والقرصنة الإلكترونيين وتأمين سبل التجارة الإلكترونية.

تعد تقنيات التوقيع الرقمي والتصويت الالكتروني والنقد الرقمي تطبيقات عملية معتمدة على التعمية.

عصر الحاسب الآلي

علم التعمية المعاصره

علم التعمية المعاصر

التشفير بإستخدام مفتاح متناظر

التشفير بإستخدام مفتاح عام

فك التشفير

التشفير البدائي

قضايا قانونية

المزيد من القراءة

الصفحة الأولى من كتاب الكندي تتضمن وصفا للتحليل الشفرات والتحليل المتكرر

استخدم التشفير منذ أقدم العصور في المراسلات الحربية بين وكذلك في الدبلوماسية والتجسس في شكليهما المبكرين. يعتبر العلماء المسلمون والعرب أول من اكتشف طرق استخراج المعمَّى وكتبها وتدوينها[2][3]. تقدمهم في علم الرياضيات أعطاهم الأدوات المساعدة اللازمة لتقدم علم التعمية، من أشهرهم يعقوب بن إسحاق الكندي صاحب كتاب علم استخراج المعمى وابن وحشية النبطي صاحب كتاب شوق المستهام في معرفة رموز الأقلام، المؤلف الذي كشف اللثام عن رموز الهيروغليفية قبل عشرة قرون من كشف شامبليون لها.[4] وكثلك اشتهر ابن دريهم الذي كان لا يشق له غبار في فك التشفير فكان تعطى له الرسالة معماة فما هي إلا أن يراها حتى يحولها في الحين إلى العربية ويقرئها وله قصيدة طويله يشرح فيها مختلف الطرق في تعمية النصوص وكان يحسن قراءة الهيرغليفية[5] من أمثلة استخدام التعمية قديما هو ما ينسب إلى يوليوس قيصر من استعمال ما صار يعرف الآن بخوارزمية روت 13 لتعمية الرسائل المكتوبة باللاتينية التي يتبادلها مع قواده العسكريين، وهو أسلوب تعمية يُستبدل فيه بكل حرفٍ الحرفُ الذي يليه بثلاثة عشر موقعا في ترتيب الأبجدية اللاتينية، مع افتراض أن آخر حرف في الأبجدية يسبق الأول في حلقة متصلة.

لقراءة أوسع

  • Becket, B (1988). Introduction to Cryptology. Blackwell Scientific Publications.  . OCLC 16832704. Excellent coverage of many classical ciphers and cryptography concepts and of the "modern" DES and RSA systems.
  • Cryptography and Mathematics by Bernhard Esslinger, 200 pages, part of the free open-source package Cryptool, PDF download.
  • In Code: A Mathematical Journey by Sarah Flannery (with David Flannery). Popular account of Sarah's award-winning project on public-key cryptography, co-written with her father.
  • جيمس جانون, Stealing Secrets, Telling Lies: How Spies and Codebreakers Helped Shape the Twentieth Century, Washington, D.C., Brassey's, 2001, .
  • Oded Goldreich, Foundations of Cryptography, in two volumes, Cambridge University Press, 2001 and 2004.
  • Introduction to Modern Cryptography by Jonathan Katz and Yehuda Lindell.
  • Alvin's Secret Code by كليفورد بي. هيكس (children's novel that introduces some basic cryptography and cryptanalysis).
  • Ibrahim A. Al-Kadi, "The Origins of Cryptology: the Arab Contributions," Cryptologia, vol. 16, no. 2 (April 1992), pp. 97–126.
  • Handbook of Applied Cryptography by A. J. Menezes, P. C. van Oorschot, and S. A. Vanstone CRC Press, (PDF download available), somewhat more mathematical than Schneier's Applied Cryptography.
  • Christof Paar, Jan Pelzl, Understanding Cryptography, A Textbook for Students and Practitioners. Springer, 2009. (Slides, video lectures and other information are available on the web site.) Very accessible introduction to practical cryptography for non-mathematicians.
  • Introduction to Modern Cryptography by Phillip Rogaway and Mihir Bellare, a mathematical introduction to theoretical cryptography including reduction-based security proofs. PDF download.
  • Johann-Christoph Woltag, 'Coded Communications (Encryption)' in Rüdiger Wolfrum (ed) Max Planck Encyclopedia of Public International Law (Oxford University Press 2009). *"Max Planck Encyclopedia of Public International Law". مؤرشف من الأصل في 01 مايو 2018. , giving an overview of international law issues regarding cryptography.
  • Jonathan Arbib & John Dwyer, Discrete Mathematics for Cryptography, 1st Edition .

وصلات خارجية

مراجع

  1. Liddell and Scott's Greek-English Lexicon. Oxford University Press. (1984)
  2. كتاب THE CODEBREAKERS ل David Kahn صفحة 93
  3. كتاب Kahn on Codes ل صفحة 41 David Kahn
  4. علم التعمية واستخراج المعمى عند العرب - تصفح: نسخة محفوظة 24 مايو 2020 على موقع واي باك مشين.
  5. شبكة الألوكة - تصفح: نسخة محفوظة 06 سبتمبر 2017 على موقع واي باك مشين.

موسوعات ذات صلة :