التشفير المتماثل مقابل التشفير غير المتماثل: مفتاحان لعالم البلوكتشين

هل فكرت يومًا لماذا يحتاج محفظة Bitcoin إلى مفتاحين، مفتاح عام والمفتاح الخاص؟ اليوم سنقوم بتحليل أهم مفهومي التشفير.

جملة واحدة توضح الفرق

التشفير المتماثل：مفتاح واحد لفتح قفل واحد. تشارك أليس وبوب نفس المفتاح، تستخدم أليس المفتاح لتشفير البيانات، بينما يستخدم بوب نفس المفتاح لفك التشفير.

التشفير غير المتماثل: مفتاح عام ومفتاح خاص. تستخدم أليس مفتاح بوب العام للتشفير، ولا يمكن فتحه إلا بمفتاح بوب الخاص. يمكن مشاركة المفتاح العام بحرية، لكن يجب الحفاظ على سرية المفتاح الخاص.

سر طول المفتاح

هنا نقطة قد يتم تجاهلها بسهولة - لا يمكن مقارنة قوة الأمان بشكل مباشر:

• التشفير المتماثل: 128-256 بت تكفي (مثل AES-256)
• التشفير غير المتماثل: يحتاج إلى 2048 بت أو حتى 4096 بت للوصول إلى نفس مستوى الأمان

لماذا؟ لأن هناك ارتباط رياضي بين المفتاح العام والمفتاح الخاص في التشفير غير المتناظر (عادةً ما تكون مشكلة تحليل الأعداد الكبيرة)، يمكن للقراصنة الاستفادة من هذه النمط لاختراق النظام. بينما لا يوجد هذا النوع من الثغرات الرياضية في التشفير المتماثل.

سريع مقابل آمن، السمك ويد الدب

مزايا التشفير المتماثل: سريع للغاية، واستهلاك الطاقة قليل. تستخدم الحكومة الأمريكية AES لتشفير الملفات السرية لهذا السبب.

عيوب التشفير المتماثل: توزيع المفاتيح هو كابوس. عليك أن ترسل المفتاح بأمان إلى Bob، لكن قد يقوم المتسللون باعتراضه في الطريق.

مزايا التشفير غير المتماثل: يُمكن نشر المفتاح العام بحرية، بينما يحتفظ الشخص بالمفتاح الخاص لنفسه. حتى لو حصل القراصنة على المفتاح العام، فلن يكون لذلك أي فائدة - مثل معرفة عنوان بريد إلكتروني ولكن دون وجود كلمة المرور.

عيوب التشفير غير المتماثل: بطيء ويستهلك قوة الحوسبة. إذا تم استخدام التشفير غير المتماثل لبيانات كبيرة، ستنهار الخادم.

كيف تبدو التطبيقات العملية

تناظرية بحتة: كتاب الشفرات للجيش القديم. كان المرسل والمتلقي يحملان نفس الكتاب للتشفير وفك التشفير.

غير متماثل بحت: بريد مشفر. تقوم بتشفير البريد باستخدام مفتاح عام لشخص ما، ثم يقوم الطرف الآخر بفك التشفير باستخدام المفتاح الخاص.

الخطة المختلطة (الأذكى): HTTPS/TLS البروتوكول هو ما يفعله.

1. أولا استخدم التشفير غير المتماثل لتبادل “مفتاح الجلسة”
2. ثم استخدم مفتاح الجلسة هذا (مفتاح متزامن) لتشفير نقل البيانات

لماذا؟ لأن الاتصال يتم باستخدام التشفير غير المتماثل (آمن) ، بينما يتم نقل البيانات باستخدام التشفير المتماثل (سريع). لقد حصلنا على السمكة وذراع الدب.

الحقيقة في blockchain

المفاهيم الخاطئة الشائعة: يستخدم Bitcoin التشفير غير المتماثل.

الحقيقة: زوج المفتاح العام-المفتاح الخاص لبيتكوين ليس مخصصًا لتشفير البيانات، بل يستخدم لـالتحقق من التوقيع. هذه استخدام آخر للتشفير غير المتماثل، يختلف عن التشفير.

تسمى خوارزمية التوقيع المستخدمة في البيتكوين ECDSA (خوارزمية التوقيع الرقمي باستخدام المنحنيات البيانية)، وهي لا تتعلق بتشفير البيانات، بل تثبت “أن هذه الصفقة قد أرسلت من قبلي”.

إذا كنت تريد تشفير معاملات Bitcoin، فهذا أمر آخر، يحتاج إلى طبقة تشفير إضافية.

ملخص

لا يوجد “من هو الأفضل” بين التشفير المتماثل وغير المتماثل - لكل منهما سيناريوهات استخدامه. الاتجاه في أنظمة الأمان الحديثة هو الدمج: استخدام غير المتماثل لإنشاء قنوات الثقة، واستخدام المتماثل لضمان سرعة النقل. وهذا هو السبب في أن HTTPS يمكن أن يكون آمنًا وسريعًا في الوقت نفسه.