دليل المبتدئين لتشفير المفتاح العام

البيانات هي مورد لا يقدر بثمن في بيئة الأعمال التنافسية اليوم. وبالتالي ، يجب على الشركات الحفاظ على سرية البيانات وأمانها أثناء التحكم في الوصول إلى البيانات. علاوة على ذلك ، مع تحول الرقمنة إلى قاعدة وأتمت المنظمات عمليات معالجة البيانات الخاصة بها ، تزداد فرص الوصول غير المصرح به إلى البيانات الحساسة. ومن ثم ، يجب على الشركات إنشاء بيئة آمنة تحمي البيانات القيمة وتقلل من تهديدات البيانات المحتملة.

يلعب التشفير دورًا مهمًا في أمن البيانات للحفاظ على السرية والنزاهة. يشكل نوع فرعي من التشفير أو تشفير المفتاح العام أو تشفير المفتاح العام مكونًا مهمًا في معظم سياسات أمان البيانات في جميع أنحاء العالم.

تستكشف هذه المقالة مفهوم المفتاح العام في التشفير وفائدته في حماية البيانات.

تعلم دورات تطوير البرمجيات عبر الإنترنت من أفضل الجامعات في العالم. اربح برامج PG التنفيذية أو برامج الشهادات المتقدمة أو برامج الماجستير لتتبع حياتك المهنية بشكل سريع.

ما هو التشفير في أمن البيانات؟

يشير التشفير إلى مجموعة من التقنيات لحماية المعلومات والاتصالات عن طريق إخفاء البيانات بحيث يمكن للمستلم المقصود فقط معالجة المحتويات وقراءتها. يعتمد على الخوارزميات لتشفير البيانات التي لا يمكن فك تشفيرها إلا للأفراد المصرح لهم. وبالتالي ، فإن التشفير يتضمن بشكل أساسي خلط النص العادي أو النص العادي إلى نص مشفر (تشفير) ثم الرجوع (فك التشفير).

تعود جذور كلمة التشفير إلى المصطلح اليوناني "كريبتوس" الذي يعني "مخفي". تعود بعض أقدم سجلات استخدام التشفير إلى قدماء المصريين والرومان ، بما في ذلك شفرة يوليوس قيصر الشهيرة. على الرغم من أن التقنيات المستخدمة في الأيام الخوالي تبدو بدائية ومباشرة في عصرنا وزماننا ، إلا أن الأصفار القديمة هي تذكير صارخ بضرورة حماية المعلومات الحساسة. مع تطور التكنولوجيا ، أصبح للتشفير اليوم العديد من التطبيقات ، بما في ذلك التوقيعات الرقمية ، وتصفح الإنترنت ، وتطبيقات المراسلة ، ورسائل البريد الإلكتروني ، ومعاملات بطاقات الائتمان ، وعمليات التحقق عبر الإنترنت ، وإنشاء مفاتيح التشفير.

ما هو مفتاح التشفير؟

في التشفير ، المفتاح هو سلسلة من الأحرف العشوائية بترتيب محدد تستخدم لتغيير البيانات أو خلطها داخل خوارزمية تشفير. بمعنى آخر ، يقوم مفتاح في التشفير بتشفير البيانات أو تأمينها بحيث لا يتمكن سوى شخص لديه مفتاح صالح من فك تشفيرها أو إلغاء تأمينها. النص العادي هو البيانات الأصلية ، والنص المشفر بعد أن يقوم المفتاح بتشفيره.

يلعب التشفير دورًا كبيرًا في أنظمة أمان البيانات. يوجد تصنيفان عريضان لخوارزميات التشفير ، خوارزميات المفتاح المتماثل (خوارزميات المفتاح السري) وخوارزميات المفتاح غير المتماثل (خوارزميات المفتاح العام).

الدورات والمقالات الشعبية في هندسة البرمجيات

معنى تشفير المفتاح العام

تشفير المفتاح العام أو تشفير المفتاح غير المتماثل هو عملية تشفير حيث يتم تشفير البيانات وفك تشفيرها باستخدام مفاتيح مختلفة. على الرغم من اختلاف المفاتيح ، إلا أنها مرتبطة رياضيًا بتسهيل استرجاع النص العادي عن طريق فك تشفير النص المشفر. يعتمد الشكل الأكثر استخدامًا لتشفير المفتاح العام على خوارزمية RSA.

في عملية التشفير غير المتماثل ، يقوم أحد المفاتيح بتشفير البيانات ، بينما يقوم مفتاح آخر ولكن المقابل بفك تشفير البيانات. المفتاح الذي يشفر البيانات هو المفتاح العام ، بينما يقوم المفتاح الخاص بفك تشفير المعلومات.

علاوة على ذلك ، فإن المفتاح العمومي معروف على نطاق واسع ، في حين أن المفتاح الخاص هو سر. هذا يعني أنه بينما يمكن لأشخاص آخرين استخدام مفتاحك العام لإرسال معلومات مشفرة إليك ، لا يمكنك سوى الوصول إلى المفتاح الخاص أو السري لفك تشفير النص.

مزايا تشفير المفتاح العام

يحتوي تشفير المفتاح العام على الوظائف التالية:

• التشفير وفك التشفير: تتيح ميزات التشفير وفك التشفير للطرفين التواصل مع بعضهما البعض عن طريق إخفاء المعلومات التي يتبادلانها. يقوم المرسل بتخليط البيانات أو تشفيرها قبل إرسالها ، ويقوم المستلم بفك تشفير البيانات أو فك تشفيرها بعد استلامها. وفي الوقت نفسه ، تظل البيانات المشفرة أثناء النقل غير مفهومة لأطراف ثالثة.
• عدم الإنكار: يحتوي تشفير المفتاح العام على آلية أمان تسمى عدم الإنكار تمنع تغيير البيانات وتضمن عدم تمكن أي طرف من إنكار تلقيه / إرسال رسالة عبر التشفير.

تشفير المفتاح العام مقابل تشفير المفتاح الخاص

على عكس نظام تشفير المفتاح العام ، يتضمن تشفير المفتاح المتماثل أو الخاص مشاركة المرسل والمستقبل لمفتاح واحد مشترك يقوم بتشفير الرسائل وفك تشفيرها. وبالتالي ، فإن خوارزميات تشفير المفتاح المتماثل تنشئ تشفيرًا جماعيًا بطول ثابت من البتات بمفتاح سري يستخدمه المرسل لتشفير البيانات ويستخدمه المستلم لفك تشفيرها أو فك تشفيرها. مثال كلاسيكي على تشفير المفتاح الخاص هو معيار التشفير المتقدم (AES) أو معيار التشفير المتقدم الذي أنشأه المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) في نوفمبر 2001.

إذن ، ما هي الاختلافات الرئيسية بين تشفير المفتاح العام وتشفير المفتاح الخاص؟ الجدول التالي يسلط الضوء على الفروق.

خوارزمية RSA وراء تشفير المفتاح العام

خوارزمية RSA هي خوارزمية تشفير غير متماثلة مستخدمة على نطاق واسع تعتمد على مفتاح عام ومفتاح خاص لتشفير الرسائل وفك تشفيرها. تم إنشاء خوارزمية RSA في عام 1978 ، وتم تسميتها على اسم مخترعيها رون ريفيست وعدي شامير وليونارد أدلمان.

فيما يلي شرح مبسط لكيفية عمل خوارزمية RSA في تشفير المفتاح العام :

1. توليد المفاتيح

• حدد عددين أوليين كبيرين "p" و "q".
• احسب n = p * q
• اكتشف الدالة الكلية: Φ (n) = (p-1) (q-1)
• الآن ، حدد عددًا صحيحًا 'e' وهو عبارة عن رئيس أولي مشترك لـ Φ (n) و 1 <e <(n).
• الزوج (ن ، هـ) هو المفتاح العمومي.
• الآن ، احسب 'd' مثل أن de = 1 mod Φ (n) أو 1 mod (p-1) (q-1)
• استخدم الخوارزمية الإقليدية الموسعة لمعرفة د. المفتاح الخاص هو الزوج (ن ، د).

2. التشفير

• النص العادي "P" هو سلسلة من الأرقام أقل من n. إذا كان النص المشفر هو "C" ، يتم التشفير باستخدام الخطوة الرياضية التالية:

C = P e mod n

3. فك التشفير

• يمكن استرداد النص العادي باستخدام المفتاح الخاص (n ، d) في الخطوة التالية:

P = C د mod n

الكود الكاذب التالي هو مثال على خوارزمية RSA قيد التنفيذ:

int x = 61 ، int y = 53 ؛

int n = x * y ؛

// ن = 3233.

// احسب المجموع ، فاي

int phi = (x-1) * (y-1) ؛

// phi = 3120.

int e = findCoprime (phi) ؛

// ابحث عن 'e' وهو> 1 وهو عبارة عن رئيس أولي مشترك لـ phi.

// e = 17 يلبي القيم الحالية.

// باستخدام الخوارزمية الإقليدية الموسعة ، ابحث عن "d" الذي يرضي

// هذه المعادلة:

د = (1 mod (phi)) / e ؛

// d = 2753 لقيم المثال.

public_key = (e = 17 ، n = 3233) ؛

private_key = (د = 2753 ، ن = 3233) ؛

// بالنظر إلى النص العادي P = 123 ، فإن النص المشفر C هو:

ج = (123 ^ 17)٪ 3233 = 855 ؛

// لفك تشفير النص Cypher C:

P = (855 ^ 2753)٪ 3233 = 123 ؛

استنتاج

تشفير المفتاح الخاص هو نظام التشفير التقليدي. ومع ذلك ، فإنه يترك الرسائل المرسلة عرضة للاعتراض من قبل أطراف ثالثة لأن مفتاحًا سريًا واحدًا يقوم بتشفير البيانات وفك تشفيرها. وهكذا ، طور علماء التشفير نظام تشفير المفتاح العام لمعالجة قيود النظام التقليدي. في تشفير المفتاح العام ، يقوم المرسل بتشفير الرسالة باستخدام مفتاح عام ، بينما يمكن للمستقبل فك تشفير الرسالة بمفتاح خاص متاح فقط مع المتلقي. نتيجة لذلك ، لا يمكن للأطراف الثالثة قراءة الرسالة أثناء النقل لأن المفتاح الخاص للمستلم فقط يمكنه فك تشفيرها. تستخدم أنظمة تشفير المفتاح العام في الغالب خوارزمية RSA وتلعب دورًا حيويًا في تقنيات التشفير الحديثة.

انضم إلى upGrad في رحلتك نحو أن تصبح محترفًا في أمن البيانات

هل تبحث عن منصة شاملة لتعلم أمن البيانات؟ ينتهي بحثك ببرنامج شهادة الأمن السيبراني من upGrad بالشراكة مع جامعة بوردو. تعد الدورة التدريبية عبر الإنترنت التي تبلغ مدتها 8 أشهر مناسبة لمتخصصي تكنولوجيا المعلومات من المستوى المبتدئ إلى المستوى المتوسط ​​والمهنيين التقنيين ومحترفي الدعم الفني والمحللين والمهندسين والخريجين الجدد.

يسلط الضوء على البرنامج:

• شهادة تقدير من جامعة upGrad و Purdue
• أكثر من 300 ساعة تعلم ، وأكثر من 15 جلسة مباشرة ، وأربعة مشاريع
• منهج شامل يغطي التشفير والتشفير
• تعلم لغات البرمجة والأدوات ذات الصلة
• الصناعة وشبكات الأقران
• دعم التعلم بزاوية 360 درجة