لكى نفهم حاضرنا يجب ان نعود لماضينا و نتعلم منه:-
Caesar Cipher
تعود فكره التشفر الى الآف الاعوام عندما اعتمد يوليوس قيصر على فكره بدائيه فى تشفير رسائله الموجه لجيشه
Caesar Cipher اذا نظرنا الى هذه فكره هذا النظام لتعجبنا من سزاجه البناء الذى قام عليه التشفير !
فهى تعتمد على نقل حروف الابجديه الى 3 اماكن فقط من نفس الابجديه
حيث يصبح الحرف A ممثل بالحرف E
و الحرف B هو F عوضا عنه
كذلك اغسطس قام باستخدام نفس الفكره ولكن بتغيير حرف واحد فقط حيث يحل الحرف B محل الحرف A
شرح فكره عمل شفره سيزر
و كما نرى يتم تحويل الحرف الى حرف آخر يليه بثلاث حروف فى الابجديه
الحروف الابجديه بدون تشفير===> ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
الحروف الابجديه مشفره======> DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
و قد ظل استخدام شفره سيزر حتى القرن الماضى حيث استخدمها الروس و الالمان فى اوائل التسعينيات
و نرى احيانا استخدام لهذه الشفره حتى وقتنا الحالى استخدام على نطاق محدود و شخصى
ROT13
و بدأ استخدامها فى 1980 عن طريق شبكات الاخبار
تعتمد على فكره بدائيه و تقسيم الحروف الابجديه الى جزائان و لكل حرف , حرف آخر موازى و مساوى له و هو الحرف الثالث عشر الذى يليه
شرح فكره عمل شفره ROT13
فمثلا الحرف A يساوى الحرف N دائما و بشكل لا يتغير
و تظل الارقام و العلامات و المسافات غير متغيره
و الكلمه HELLO تساوى URYYB و هى فى حاله التشفير كما فى الصوره الموضحه
و يعد هذا التشفير من انواع التشفير المتناظره حيث يعتمد فك تشفير الرساله على نفس طريقه تشفيرها
رغم سهوله فك تشفير هذا النظام الا انه مازال يستخدم الى وقتنا هذا فى بعض البرامج و تبادل المعلومات على شبكه الانترنت و الاتصالات
و لذلك تستخدم عباره ROT13 احيانا للتعليق على نظام تشفير ما سهل الاختراق كنوع من السخريه على سهوله كسر هذا النظام او فهمه
يستخدم Windows XP و كذلك UNIX نظام ROT13 فى بعض صوره
كما انبثقت عن هذه الفكره ROT47 الذى يعتمد على تشفير مذيد من المتغيرات من ارقام و رموز ولكنه لم ينتشر استخدامه كنظيره ROT13
Vigenère cipher
يعود منشأ هذا النظام الى عام 1553 بوصف المخترع Giovan Batista Belaso له فى كتاب La cifra del. Sig. Giovan Batista Belaso
و فى القرن التاسع عشر تم تسميه النظام و نسبها خطأ الى Blaise de Vigenère
و صف نظام تشفير Vigenère cipher على انه le chiffre indéchiffrable اى غير قابل للكسر well... we will see about that !
اول بدايه لتطور هذه الفكره كانت فى 1467 على يد Leone Battista Alberti الذى استخدم لوح معدنى للتغيير بين الحروف الابجديه و يتم كتابه الحرف المشفر فى نسخه مشفره و بتطور هذه الفكره فى عام 1553 تم اضافه علامه عداد (مفتاح) لتبديل الاحرف بالاحراف المراد اختيارها كشفره مقابله لها
و قام Blaise de Vigenère بأضافه مفتاح آلى فقط الى هذه النظريه
و حاول عده علماء اصلاح عيوب هذه الشفره من ضمنهم Gilbert Vernam ولكن كل محاولاتهم بائت بالفشل لضعف النظريه القائمه عليها Vigenère cipher
فهى تعتمد فى الاصل على شفره سيزر ولكن بتكرار 26 مره و اختيار مفتاح سرى فيتم عمل جدول للحروف الابجديه مكرره 26 مره و اختيار كلمه سر يتم تكرارها عده مرات مكمله لحروف الرساله
مثال :-
كلمه السر
LEMON
الرساله بدون تشفير
ATTACKATDAWN
كلمه السر مكرره
LEMONLEMONLE
الرساله مشفره
LXFOPVEFRNHR
شرح لفكره عمل شفره فيجنيريه
و يتم فك تشفير الرساله عن طريق البحث عن الحرف الموجود
العامود الافقى L الخط الرأسى و الخانه L ايضا فنجد ان النتيجه هى الحرف A
ثانى حرف تريد فك شفرته هو X فنذهب الى الحرف E فى العامود الرأسى ثم نبحث عن الحرف X فنجد انه فى الخانه T فى العامود الافقى
استخدمت هذه الشفره على مر العصور و مرت بتطورات و كان سهل كسرها ايضا فى الحرب الاهليه الامريكيه عام 1851 تم التوصل لمعرفه كلمه السر التى تكررت كثيرا
و كان من السهل معرفه كلمه السر و استنتاجها و خاصتا اوقات الحروب و الازمات السياسيه , ولذلك كانت الشفره تخترق بقيل من الجهد
One-Time Pad
هى من اولى الخوارزميات التى صنعت و فى عام 1917 حيث يتم خلط الرساله الاصليه برقم عشوائى و يتم التخلص من هذا الرقم فور تشفير الرساله و فكها , حيث لا يتم اعاده استخدام هذا الرقم مره اخرى
و نرى ان المفتاح يتكون من فيض من الارقام يتم وضعها بصوره عشوائيه و الاستغناء عنها بعد الاستخدام مما ادى الى صعوبه خرق هذا النظام و لكل حرف فى الابجديه له رقم موازى له
و كانت بدايه هذه النظريه مع Gilbert Vernam ولكنه كان يعيد استخدام الارقام فى كل الرسائل حتى اتى Joseph Mauborgne و قام بأستخدام الشفره مره واحده فقط مما ادى الى وقف كسرها
و هذه النظريه يطلق عليها احيانا Vernam cipher ايضا !
Enigma Machine
و هى آله تشفير و فك تشفير الرسائل استخدمت تجاريا فى فتره 1920 كما استخدمتها الجيوش و خاصتا المانيا فى الحرب العالميه الثانيه
استطاع علماء التشفير و كاسرى الاكود (Codebreakers) الوصول الى كيفيه فك شفرات الرسائل بدون الحصول على المفاتيح اللازمه و قام بذلك علماء بولنديون عام 1932
و بتحليل هذه الآله نجد الكثير من العيوب و الضعف من اخطاء مشغلين و اخطاء عمل و تسريب كتاب العمل الخاص بها و المحتوى على الاكواد العامله و طريقه تشغيلها كذلك ضعف الفكره القائمه عليها هذه الآله التى استطاع كاسرى الاكواد الوصول لها
****
لن نستفيض فى دراستنا لهذه النظريات البدائيه لانها لا تعنينا بقدر ما تحضرنا لدراسه نظر التشفير الحديثه الرقميه المعتمده على اجهزه متطوره من حاسب آلى و اجهزه ارسال و استقبال تشهد بتطور عالى التقنيه
مع بدايه استخدام اجهزه الحاسب الآلى و زياده استخدام وسائل الاتصال بين الشركات ظهرت الحاجه الى نظم تشفير عمليه و سهله الاستخدام و هنا ظهرت شركه IBM الامريكيه بنظامها الجديد Lucifer algorithm فى عام 1970 و تم اعتماده فى عده شركات تجاريه بالرغم من عدم ترحيب الحكومات له فى بدايه الامر
ثم جاء دور المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (National Institute of Standards and Technology ( NIST فى تطوَّير هذا النظام ففى عام 1973 أطلق عليه معيار تشفير البيانات (Data Encryption Standard (DES مستندا على خوارزمية لوسيفَر التي تستخدِم مفتاح تشفير بطول 56 بت (bit)، و تشترط وجود مفتاح سرى مشترك بين المرسل و مستقبل الرساله
و كان هذا النظام الجديد هو بدايه و نواه للخوارزميات الحديثه بمعناها المتداول حاليا و من اوئل الكتل المشفره block ciphers و لكنه فشل بعد عده سنوات و اكتشف فيه عده ثغرات و سندرسه بالتفصيل لاحقا
ثم جاء ظهور نظام RSA و تلاه AES و بدأت الصراعات بين الشركات و المكتشفين لوضع خوارزميات لا تقهر و رسائل لا تكسر و سندرس هذه الخوارزميات بالتفصيل ايضا
و نبدأ الان بالتعرف على حميع المصطلحات التى انبثقت عن نظم التشفير الحديثه و التطور العلمى المذهل فى اواخر القرن الماضى و بدايه هذا القرن ايضا
