التشفير: أساسيات أمن المعلومات والتوقيع الرقمي – الإعلام الآلي — السنة الثالثة ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — المنهاج الجزائري

التشفير: أساسيات أمن المعلومات والتوقيع الرقمي

التشفير (Cryptography) هو علم تأمين المعلومات عن طريق تحويلها إلى شكل غير مقروء إلا لمن يملك مفتاح فك التشفير. يستخدم لحماية البيانات أثناء النقل والتخزين، وللتوقيع الرقمي للتحقق من هوية المرسل وسلامة الرسالة. التشفير أساسي للتجارة الإلكترونية والاتصالات الآمنة.

مفاهيم أساسية

• النص الواضح (Plaintext): البيانات الأصلية قبل التشفير.
• النص المشفر (Ciphertext): البيانات بعد التشفير (غير قابلة للقراءة).
• المفتاح (Key): المعلومات السرية المستخدمة للتشفير وفك التشفير.
• الخوارزمية (Algorithm): العملية الرياضية المستخدمة للتشفير.

أنظمة التشفير

1. التشفير المتماثل (Symmetric Encryption):
يستخدم نفس المفتاح للتشفير وفك التشفير. سريع وفعال للبيانات الكبيرة. أمثلة: AES, DES, Blowfish.
التحدي: مشاركة المفتاح بشكل آمن بين المرسل والمستقبل.

2. التشفير غير المتماثل (Asymmetric Encryption):
يستخدم مفتاحين مختلفين: مفتاح عام (Public Key) للتشفير ومفتاح خاص (Private Key) لفك التشفير. أمثلة: RSA, ECC.
الميزة: لا حاجة لمشاركة المفتاح الخاص.

التوقيع الرقمي (Digital Signature)

يستخدم للتحقق من هوية المرسل وسلامة الرسالة. يعمل كالتالي:
1. يقوم المرسل بتشفير ملخص الرسالة (Hash) بمفتاحه الخاص.
2. يستقبل المستقبل الرسالة ويقوم بفك التشفير بالمفتاح العام للمرسل.
3. إذا تطابق الملخص، فالمعلومات صحيحة والمرسل موثوق.

دوال التجزئة (Hash Functions)

تحول أي بيانات إلى سلسلة بطول ثابت (Hash). خصائصها: باتجاه واحد (لا يمكن استرجاع البيانات الأصلية)، حساسة جداً (أي تغيير صغير يغير التجزئة كلياً). أمثلة: SHA-256, MD5 (غير آمن الآن).

تطبيقات التشفير في الحياة اليومية

• تصفح الإنترنت الآمن (HTTPS).
• التسوق الإلكتروني ودفع الفواتير.
• التطبيقات المصرفية (التحويلات).
• تطبيقات المراسلة (WhatsApp, Signal).
• العملات الرقمية (Bitcoin).

تمارين

1. قارن بين التشفير المتماثل والتشفير غير المتماثل مع مثال لكل منهما.
2. اشرح آلية التوقيع الرقمي وأهميته.
3. ما هي خصائص دوال التجزئة (Hash Functions)؟
4. كيف يحمي HTTPS اتصالات الإنترنت؟

للمزيد من الدروس العلمية، راجع درس البيئة المائية: الكائنات الحية في الماء، كما يمكنك الاطلاع على التلوث وأنواعه وتأثيره على الصحة والبيئة.