التشفير في الامن السيبراني: حماية البيانات الرقمية

يشهد عالمنا الرقمي اليوم تزايداً هائلاً في حجم البيانات المنقولة عبر الشبكة، من منا لاستخدم الانترنت وينقل البيانات بشكل دائم؟ سواء في العمل، الدراسة، أو حتى مواقع التواصل الاجتماعي. تخيل لو كان الوصول لمعلوماتنا الشخصية وبياناتنا، وحتى محادثاتنا الشخصية على الشبكة أمراً متاحاً!. في ظل هذا التزايد لاستخدام الشبكة وزيادة سرية المعلومات التي يتم تشاركها عبر الانترنت، كان لابد من إيجاد تدابير قوية جداً للأمن السيبراني. يعد التشفير أو الترميز (Encryption) أحد أهم خطوط الدفاع في حماية البيانات الرقمية. حيث يعد بمثابة حصن رقمي لحماية البيانات الحساسة والمعلومات الخاصة من الانتهاكات المحتملة والاحتيال الوصول غير المصرح به.

ما هو التشفير أو الترميز (Encryption)

إن التشفير بشكل أساسي هو عملية تحويل البيانات من شكلها الأصلي إلى نسخة مشفرة، وذلك باستخدام مفتاح أو خوارزمية معينة، وهذا ما يجعلها غير قابلة للقراءة لأي شخص غير مصرح له، حيث لا يمكن فك شيفرة البيانات وجعلها قابلة للقراءة إلا باستخدام المفتاح أو الخوارزمية المناسبة.

للتوضيح، قد تكون البيانات عبارة عن جملة بسيطة مثل “أهلاً بالعالم!”، في هذه الحالة يمكن أن يكون النص المشفر باستخدام خوارزمية ما هو (#XS@+*XXTT). نلاحظ أن الجملة التي استخدمناها بسيطة جداً، إلا أن البيانات المشفرة تبدو مربكة وغير مفهومة. لكن بالطبع، كما أنه يعد عملية منطقية، حيث يمكن لأي شخص يملك مفتاح فك التشفير المقابل أن يقوم بفك تشفير البيانات وإعادتها إلى شكلها الأصلي (الذي قد يكون “أهلاً بالعالم!”).

يضمن التشفير أنه حتى ولو تمكن الأشخاص المتطفلين من اعتراض البيانات، فلن يتمكنوا من فتح المحتوى دون المفتاح اللازم لفك التشفير، وهذا هو الغرض الأساسي من التشفير.

كيف تتم عملية التشفير

يعمل الترميز من خلال استخدام الخوارزميات التي تعالج البيانات وفقاً لقواعد رياضية محددة. تتطلب هذه العملية ثلاث مكونات رئيسية: مفتاح التشفير، مفتاح فك التشفير، الإضافة إلى خوارزمية التشفير المتبعة والتي تعد مسؤولة عن تحديد الطريقة التي سوف نستخدمها لتحويل البيانات إلى شكل غير مفهوم. يتم استخدام مفتاح التشفير لتحويل البيانات إلى شكل غير قابل للقراءة باستخدام خوارزمية معينة تضمن تحويل البيانات الحقيقية إلى أخرى تبدو عشوائية وغير مفهومة، بينما يستخدم مفتاح فك التشفير لإعادة البيانات إلى شكلها الحقيقي لدى المستلمين المحددين.

ما هي خوارزمية التشفير

هي الصيغة الرياضية المستخدمة في تحويل النص العادي إلى نص مشفر. تستخدم هذه الخوارزمية مفتاح لتغيير البيانات بطريقة يمكن التنبؤ بها، وبالتالي يمكن استخدام خوارزمية مقابلة لفك البيانات المشفرة واعادتها إلى وضعها الأول. إلا أن ذلك لا يتم بشكل عشوائي، إنما يتم باستخدام مفتاح معين.

وبذلك تضمن الخوارزمية أن لا أحد من المهاجمين يمكن أن يتوقع أو يتنبأ بطريقة فك تشفير البيانات، وبالتالي الحصول على هذه البيانات.

ما هي الحالات التي يستخدم فيها

يتم تحويل البيانات إلى الشكل المشفر في حالتين، الحالة الأولى هي حالة تخزين البيانات (حالة السكون)، والحالة الثانية أثناء انتقال البيانات بين طرفين (حالة العبور).

انواع التشفير

هناك نوعان أساسيان يتم استخدامهما في مجال الأمن السيبراني:

• التشفير المتماثل (Symmetric Encryption): تستخدم هذه الطريقة مفتاح واحد لتشفير وفك تشفير البيانات. لكن على الرغم من سرعة وفعالية هذه الطريقة، إلا أنه يجب أن يتم توزيع المفتاح بشكل سري على الطرفين، وتأمينه بشكل جيد لمنع اختراق الأشخاص غير المصرح لهم للبيانات المشفرة في حال تسرب المفتاح الموحد.

تتضمن خوارزميات التشفير المتماثلة AES-128، وAES-192، وAES-256. ونظراً لأن هذه الطريقة بسيطة، غير معقدة وسريعة، فهي الطريقة المفضلة عند نقل مجموعة كبيرة من البيانات. إلا أنها أقل قدرة على مقاومة الاختراقات من الطريقة الثانية “الغير متماثل”.

• التشفير غير المتماثل (Asymmetric Encryption): ويعرف أيضاً باسم تشفير المفتاح العام، ويتضمن هذا النوع من مفتاحين، مفتاح عام ومفتاح خاص. يتم استخدام المفتاح العام لتحويل البيانات إلى الشكل المشفر، بينما يستخدم المفتاح الخاص لفك شيفرة البيانات. يوفر النوع غير المتماثل أماناً محسناً، مما يجعله مناسباً في عمليات التوقيع الرقمي والمصادقة.

وبما أن النوع الغير متماثل يعد أكثر أماناً، بالتالي يعد الأكثر استخداماً عندما يتم نقل البيانات عبر الانترنت. فعلى سبيل المثال يتم تأمين مواقع الويب باستخدام شهادات طبقة المقابس الآمنة (SSL)، كذلك أمان طبقة النقل (TLS).

مع الملاحظة أن المفتاح العام غير سري ويمكن مشاركته من قبل أي شخص. إلا أن البيانات لا يمكن فك تشفيرها إلا باستخدام المفتاح الخاص المقابل والذي يكون سرياً بشكل كامل. على سبيل المثال، يمكن لأي شخص استخراج المفتاح العام من أي شهادة رقمية، إلا أنه لن يتمكن من استخراج المفتاح الخاص.

تطبيقات التشفير

أصبحت هذه التقنية اليوم في كل مكان، وانتقلت ليصبح أيضاً خارج البيئات التقليدية، مثل الأنظمة المصرفية، وأنظمة التصنيع المختلفة التي تعتمد على التكنولوجيا. بالإضافة لتطبيقات الويب المتنوعة. ومن أهم جوانبه الأساسية في مجال الأمن السيبراني:

• النقل الآمن للبيانات

وذلك لحماية بيانات المستخدمين الحساسة أثناء التبادل عبر الانترنت، مثل المعلومات الشخصية، والبيانات المالية.

• تأمين البيانات في حالة عدم النشاط

 يقوم بحماية البيانات في حال فقدان الأجهزة المادية.

• التوقيع الرقمي والمصادقة

يتم ذلك من أجل التحقق من هوية المرسل وسلامة البيانات الرقمية المرسلة. وذلك بهدف منع الاحتيال.

• تأمين بيانات السحابة

يقوم بحماية البيانات المخزنة في وسائل التخزين السحابي، وتأمين الوصول الآمن إليها من قبل الأشخاص المصرح لهم فقط.

• الاتصالات الآمنة

يمكن استخدامه لتأمين عمليات الاتصال والمراسلة عبر الانترن.، من ضمنها رسائل البريد الالكتروني والمكالمات والدردشة الآمنة.

• تأمين استخدام التطبيقات الحساسة

يستخدم في تأمين استخدام التطبيقات الحساسة. مثل تلك المتعلقة بالمعاملات المالية والمصرفية، والتحويلات عبر الانترنت.

بالتالي، يمكن القول إن التشفير يلعب دور أساسي في مواجهة التهديدات والانتهاكات الرقمية المتزايدة. مما يجعل البيانات الي يتم اعتراضها غير قابلة للقراءة إلا من خلال تصريح محدد، والذي سيحافظ على سرية البيانات والخصوصية. ومع ذلك فإن أساليب التطفل في تقدم دائم. لذلك من المهم أن نعلم أن الترميز وحده لا يكفي في مواجهة التحديات السيبرانية المختلفة، بل إن مصطلح الأمن السيبراني مجال واسع ومتعدد الأركان.

عزيزي القارئ، في حال أعجبتك المقالة لا تنسى الاشتراك بقناتنا على يوتيوب التي توفر كل جديد في مجال الدورات التدريبية التقنية والمجانية بشكل كامل.

كذلك يمكنك تصفح الموقع الخاص بنا للوصول إلى المدونة وقراءة المزيد من المواضيع التقنية، أو التعرف على الدورات التدريبية التي يتيحها الموقع.