[gl]علم التشفير[/gl]
- علم التشفير- الدرس الاول
سنبدأ بكتابة سلسلة دروس شاملة عن علم التشفير .. من حيث أنظمته وطرقه مع شرح مفصل لهذه الانظمة و طرق فك تشفيرها .... كذلك سنعرض بعض الاكواد للازمة لهذه الدروس ... وستكون الدروس عملية اكثر من كونها نظرية .... وسنبدأ من أساسيات هذا العلم ....
خطة الدروس المبدئية :
1- لمحة عن اساسيات التشفير البدائية مع طرق فكها ...
2- فكرة ألبرتي Leon Alberti وكيف أصبحت الاساس لمعظم أنواع التشفير ...
3- نظام DES دراسة وشرح ...
4- نظام RSA دراسة وشرح ...
5- أنظمة تشفير الويندوز ....
6- استخدام تدفقات الفوتون في اخفاء البيانات , وأنظمة التشفير الذري .
7- برنامج تشفير متكامل مع شرح أجزاء الكود بشكل مفصل ... وطرح الاقتراحات والحلول اللازمة للوصول الى أنظمة تشفير يصعب اختراقها ...
والآن لنبدأ درسنا الأول ...
الهدف من الدرس :
فهم اساسيات التشفير و استنتاج الطريقة المناسبة لفك الشفرة ...
تعددت الاساليب المتبعة في عملية تشفير البيانات وأخذت في الفترة الاخيرة تتجه نحو طرق غاية في التعقيد ...
ولكن الفكرة في هذه الطرق تكاد تتشابه كثيرا .... و الاختلاف فيها في أمور فرعية .. فعملية التشفير غالبا ما تعتمد على أحد أسلوبين أساسيين وهما :
1- الترميز. Symbol
2- الكود Code
فالترميز : هو عملية تغير لمواقع الحروف في الكلمة ..او تبديل هذه الحروف برموز وما شابه ذلك ... و كان يوليوس قيصر أحد اوائل المشفرين ... حيث استخدم الشفرة في مراسلاته مع اصحابه ...
وأما الشفرة : فتقوم بتغير الكلمة كلها واستبدالها ... أي ان نطاقها أوسع من نطاق الحروف المفردة .. وهنا يعتمد برنامج التشفير على قاعدة بيانات ضخمة تحتوي على الكلمات الاساسية ومقابلاتها من الكلمات المشفرة .
مثال على عملية الشفرة :
تأمل في هذه العبارة وحاول فك تشفيرها :
Ab rtx cxor abrxsxoro mp rtx qxmpux
قبل أن تفكر بعملية فك الشفرة يجب ان تنمي عندك موهبة ( تحليل نظم التشفير ) وهذا يحتاج لكثير من القراءة وفهم هذه الانظمة والطرق التي تستخدمها بالتشفير وبالتالي عمل تطبيقات عليها ..
العبارة السابقة مشفرة بنوع من أبسط أنواع التشفير . فقط يحتاج الى وقت قليل لكسره ...
الخطوات اللازمة لعملية كسر التشفير ...
1- اذا تأملت قليلا في العبارة ستجد فيها كلمتين متشابهتين وهي ( rtx ) وبفرض اطلاك على انظمنة التشفير وعلوم اللغات ستعرف ان أكثر الكلمات شيوعا في الانكليزية هي ( the ) كما أن الحرف ( E ) هو اكثر الحروف استعمالا في الانكليزية ( يتم استخدامه في الانكليزية بمعدل كل 8 أحرف ) .
2- ستلاحظ أيضا أن أكثر حرف تكرر في العبارة المشفرة هو ( X ) وهنا يمكن افتراض أن حرف ( X ) يرمز الى حرف ( E ) وهذا يدعم بقوة الافتراض السابق وهو احتمال كون ( rtx ) هي كلمة ( the ) ... هنا نقوم باستبدال ( rtx ) في العبارة المشفرة بكلمة ( the ) وكذلك كل حرف ( X ) بحرف ( E ) وبذلك نحصل على الجملة التالية :
Ab the ceor abreseoro mp the qemque
3- أيضا على افتراض ان ( rtx ) هي كلمة ( the ) نقوم باستبدال كل حرف ( r ) في اعبارة بحرف ( T ) والنتيجة هي كالتالي :
Ab the ceot abteseoro mp the qemque
4- الى هنا نكون قطعنا مرحلة جيدة في فهم الشيفرة والامساك ببعض الخيوط الاساسية لفكها ...
ولنكمل البقية يجب ان نعرف شيئا عن استخدام الحروف والكلمات وتكرارها وشيوعها في لغة النص المشفر ... وهنا الانكليزية ....
سأختصر عليك الطريق وأذكر لك بعض الاحصائيات التي يجب أن تكون بديهية لمن يحاول فك هذه الشفرة ...
-تعتبر الحروف الأكثر شيوعا في الانكليزية هي ( E – T – O – A – N – I – R – S – H ) على الترتيب .
- 25 % من الكلمات التي يتكرر استخ
دامها في الحوارات هي : The - And – To – In – That – It – Is –
-بعض النسب التوضيحية لإستخدام الحروف في الانكليزية ..
حرف E يستخدم 25 %
حرف T يستخدم 9 %
حرف O يستخدم 8 %
حرف A يستخدم 7.8 %
حرف N يستخدم 7.2%
حرف I يستخدم 2 %
- بعض النسب التوضيحية لإستخدام مجموعات مكونة من حرفين في الانكليزية ..
حرفي The يستخدمان 3 %
حرفي In يستخدمان 1.5%
حرفي An يستخدمان 1 %
- بعض النسب التوضيحية لإستخدام مجموعات مكونة من 3 أحرف في الانكليزية ..
أحرف The تستخدم 6.5 %
أحرف Ing تستخدم 1.5 %
أحرف And تستخدم 6.5 %
أحرف For تستخدم 0.67 %
- والآن اذا طبقنا هذه النسب على العبارة المشفرة بنفس طريقة الطريقة التي بدأنا بها سنكسر الشفرة ونحصل على النص الاصلي وهي :
In the best interests of the people
طبعا هذا النوع من التشفير يعد بسيط جدا وليس فيه أي نوع من أنواع التعقيد الموجودة في نظم التشفير الحديثة مثل DES و RSA
فكّر مثلا كم سيكون الامر معقدا أكثر لو لم تكن هناك مسافات بين الكلمات ... وكذلك لو تم حشو النص بحروف ورموز زائدة لا معنى لها .... بالتأكيد سيصبح الامر أعقد قليلا ... ولكن أيضا له طرق لفكه تعتمد على مبدأ التكرار ....
ايضا يمكن جعل هذه الشفرة أكثر تعقيدا اذا تم تقسيمها الى كتل ومن خلال هذا الاسلوب يتم تقسيم حروف الجملة المراد تشفيرها الى مجموعات مكونة من ثمانية أحرف ثم بعد ذلك يتم استخدام كل كتلة على حدى بقصد التمويه ... كما يمكن اجراء الاستبدال او التغيير او حتى التحويلات الرياضية على كل كتلة ... وهذه جزء من الطريقة التي يستخدمها نظام DES الشهير .... وسنأتي عليها بالتفصيل في الدروس القادمة .....
أتمنى ان يكون الدرس مبسط ومفهوم للجميع
تحياتي للجميع ...
A.I
- علم التشفير- الدرس الاول
سنبدأ بكتابة سلسلة دروس شاملة عن علم التشفير .. من حيث أنظمته وطرقه مع شرح مفصل لهذه الانظمة و طرق فك تشفيرها .... كذلك سنعرض بعض الاكواد للازمة لهذه الدروس ... وستكون الدروس عملية اكثر من كونها نظرية .... وسنبدأ من أساسيات هذا العلم ....
خطة الدروس المبدئية :
1- لمحة عن اساسيات التشفير البدائية مع طرق فكها ...
2- فكرة ألبرتي Leon Alberti وكيف أصبحت الاساس لمعظم أنواع التشفير ...
3- نظام DES دراسة وشرح ...
4- نظام RSA دراسة وشرح ...
5- أنظمة تشفير الويندوز ....
6- استخدام تدفقات الفوتون في اخفاء البيانات , وأنظمة التشفير الذري .
7- برنامج تشفير متكامل مع شرح أجزاء الكود بشكل مفصل ... وطرح الاقتراحات والحلول اللازمة للوصول الى أنظمة تشفير يصعب اختراقها ...
والآن لنبدأ درسنا الأول ...
الهدف من الدرس :
فهم اساسيات التشفير و استنتاج الطريقة المناسبة لفك الشفرة ...
تعددت الاساليب المتبعة في عملية تشفير البيانات وأخذت في الفترة الاخيرة تتجه نحو طرق غاية في التعقيد ...
ولكن الفكرة في هذه الطرق تكاد تتشابه كثيرا .... و الاختلاف فيها في أمور فرعية .. فعملية التشفير غالبا ما تعتمد على أحد أسلوبين أساسيين وهما :
1- الترميز. Symbol
2- الكود Code
فالترميز : هو عملية تغير لمواقع الحروف في الكلمة ..او تبديل هذه الحروف برموز وما شابه ذلك ... و كان يوليوس قيصر أحد اوائل المشفرين ... حيث استخدم الشفرة في مراسلاته مع اصحابه ...
وأما الشفرة : فتقوم بتغير الكلمة كلها واستبدالها ... أي ان نطاقها أوسع من نطاق الحروف المفردة .. وهنا يعتمد برنامج التشفير على قاعدة بيانات ضخمة تحتوي على الكلمات الاساسية ومقابلاتها من الكلمات المشفرة .
مثال على عملية الشفرة :
تأمل في هذه العبارة وحاول فك تشفيرها :
Ab rtx cxor abrxsxoro mp rtx qxmpux
قبل أن تفكر بعملية فك الشفرة يجب ان تنمي عندك موهبة ( تحليل نظم التشفير ) وهذا يحتاج لكثير من القراءة وفهم هذه الانظمة والطرق التي تستخدمها بالتشفير وبالتالي عمل تطبيقات عليها ..
العبارة السابقة مشفرة بنوع من أبسط أنواع التشفير . فقط يحتاج الى وقت قليل لكسره ...
الخطوات اللازمة لعملية كسر التشفير ...
1- اذا تأملت قليلا في العبارة ستجد فيها كلمتين متشابهتين وهي ( rtx ) وبفرض اطلاك على انظمنة التشفير وعلوم اللغات ستعرف ان أكثر الكلمات شيوعا في الانكليزية هي ( the ) كما أن الحرف ( E ) هو اكثر الحروف استعمالا في الانكليزية ( يتم استخدامه في الانكليزية بمعدل كل 8 أحرف ) .
2- ستلاحظ أيضا أن أكثر حرف تكرر في العبارة المشفرة هو ( X ) وهنا يمكن افتراض أن حرف ( X ) يرمز الى حرف ( E ) وهذا يدعم بقوة الافتراض السابق وهو احتمال كون ( rtx ) هي كلمة ( the ) ... هنا نقوم باستبدال ( rtx ) في العبارة المشفرة بكلمة ( the ) وكذلك كل حرف ( X ) بحرف ( E ) وبذلك نحصل على الجملة التالية :
Ab the ceor abreseoro mp the qemque
3- أيضا على افتراض ان ( rtx ) هي كلمة ( the ) نقوم باستبدال كل حرف ( r ) في اعبارة بحرف ( T ) والنتيجة هي كالتالي :
Ab the ceot abteseoro mp the qemque
4- الى هنا نكون قطعنا مرحلة جيدة في فهم الشيفرة والامساك ببعض الخيوط الاساسية لفكها ...
ولنكمل البقية يجب ان نعرف شيئا عن استخدام الحروف والكلمات وتكرارها وشيوعها في لغة النص المشفر ... وهنا الانكليزية ....
سأختصر عليك الطريق وأذكر لك بعض الاحصائيات التي يجب أن تكون بديهية لمن يحاول فك هذه الشفرة ...
-تعتبر الحروف الأكثر شيوعا في الانكليزية هي ( E – T – O – A – N – I – R – S – H ) على الترتيب .
- 25 % من الكلمات التي يتكرر استخ
دامها في الحوارات هي : The - And – To – In – That – It – Is –
-بعض النسب التوضيحية لإستخدام الحروف في الانكليزية ..
حرف E يستخدم 25 %
حرف T يستخدم 9 %
حرف O يستخدم 8 %
حرف A يستخدم 7.8 %
حرف N يستخدم 7.2%
حرف I يستخدم 2 %
- بعض النسب التوضيحية لإستخدام مجموعات مكونة من حرفين في الانكليزية ..
حرفي The يستخدمان 3 %
حرفي In يستخدمان 1.5%
حرفي An يستخدمان 1 %
- بعض النسب التوضيحية لإستخدام مجموعات مكونة من 3 أحرف في الانكليزية ..
أحرف The تستخدم 6.5 %
أحرف Ing تستخدم 1.5 %
أحرف And تستخدم 6.5 %
أحرف For تستخدم 0.67 %
- والآن اذا طبقنا هذه النسب على العبارة المشفرة بنفس طريقة الطريقة التي بدأنا بها سنكسر الشفرة ونحصل على النص الاصلي وهي :
In the best interests of the people
طبعا هذا النوع من التشفير يعد بسيط جدا وليس فيه أي نوع من أنواع التعقيد الموجودة في نظم التشفير الحديثة مثل DES و RSA
فكّر مثلا كم سيكون الامر معقدا أكثر لو لم تكن هناك مسافات بين الكلمات ... وكذلك لو تم حشو النص بحروف ورموز زائدة لا معنى لها .... بالتأكيد سيصبح الامر أعقد قليلا ... ولكن أيضا له طرق لفكه تعتمد على مبدأ التكرار ....
ايضا يمكن جعل هذه الشفرة أكثر تعقيدا اذا تم تقسيمها الى كتل ومن خلال هذا الاسلوب يتم تقسيم حروف الجملة المراد تشفيرها الى مجموعات مكونة من ثمانية أحرف ثم بعد ذلك يتم استخدام كل كتلة على حدى بقصد التمويه ... كما يمكن اجراء الاستبدال او التغيير او حتى التحويلات الرياضية على كل كتلة ... وهذه جزء من الطريقة التي يستخدمها نظام DES الشهير .... وسنأتي عليها بالتفصيل في الدروس القادمة .....
أتمنى ان يكون الدرس مبسط ومفهوم للجميع
تحياتي للجميع ...
A.I
تعليق