شيفرة

ما هي الخوارزمية التشفيرية؟

الخوارزمية التشفيرية هي تقنية تُحوّل البيانات إلى صيغة لا يمكن قراءتها أو التحقق منها إلا لمن يملك "المفتاح" الصحيح. تهدف هذه الخوارزميات بشكل أساسي إلى ضمان السرية، وسلامة البيانات، والتحقق من الهوية.

يمكن تشبيه "المفتاح" بمفتاح القفل الحقيقي: بدونه، يرى الآخرون معلومات غير مفهومة. بالإضافة إلى السرية، توفّر الخوارزميات التشفيرية أيضًا "التحقق"—أي إثبات أن الرسالة صادرة فعلاً عن المرسل المزعوم ولم تتعرض لأي تعديل. يشمل ذلك مفاهيم مثل التواقيع الرقمية وخوارزميات الهاش.

كيف تعمل الخوارزميات التشفيرية؟ شرح التشفير المتماثل مقابل غير المتماثل

تنقسم الخوارزميات التشفيرية إلى نوعين رئيسيين: التشفير المتماثل والتشفير غير المتماثل. يستخدم التشفير المتماثل نفس المفتاح لتشفير البيانات وفك تشفيرها، بينما يستخدم التشفير غير المتماثل زوجاً من المفاتيح: مفتاحاً عاماً (يُشارك بشكل علني) ومفتاحاً خاصاً (يُحتفظ به سرياً).

يشبه التشفير المتماثل المفتاح المشترك، ما يجعله مثالياً للعمليات السريعة مثل تشفير تخزين البيانات. أما التشفير غير المتماثل فيشبه عنوان البريد الإلكتروني وكلمة المرور: مفتاحك العام بمثابة العنوان—يمكن لأي شخص إرسال رسائل مشفرة إليك؛ مفتاحك الخاص بمثابة كلمة المرور—فقط أنت يمكنك فك تشفيرها. غالباً ما تعتمد سلاسل الكتل على التشفير غير المتماثل لإنشاء العناوين وتوقيع المعاملات، مستندة إلى أسس رياضية مثل المنحنيات الإهليلجية. على سبيل المثال، يستخدم كل من Bitcoin وEthereum المنحنى secp256k1 بشكل شائع.

ما هي خوارزمية الهاش في علم التشفير؟ ولماذا لا يمكن عكسها؟

تضغط خوارزمية الهاش أي نوع من البيانات إلى "بصمة" ذات طول ثابت. تُستخدم هذه البصمة للتحقق من عدم التلاعب بالبيانات—ولا تُستخدم لفك تشفيرها.

عدم القابلية للعكس تعني أنه لا يمكن استعادة المحتوى الأصلي من البصمة—كما أن رؤية بصمة إصبع لا تكشف عن اليد كاملة. يُستخدم الهاش على نطاق واسع في سلاسل الكتل: يستخدم Bitcoin خوارزمية SHA-256 ويجمعها مع RIPEMD-160 للعناوين؛ وتستخدم Ethereum خوارزمية Keccak-256 بشكل أساسي. رؤوس الكتل، ومعرفات المعاملات، وأشجار ميركل، وغيرها تعتمد على الهاش للتحقق السريع من سلامة البيانات.

كيف ترتبط الخوارزميات التشفيرية بالتواقيع الرقمية؟

يستخدم التوقيع الرقمي المفتاح الخاص لـ"إثبات" ملكية الرسالة. يمكن لأي طرف استخدام مفتاحك العام لتأكيد أن الرسالة أرسلت منك فعلاً ولم تُعدل. يجمع هذا النظام بين التشفير غير المتماثل وخوارزميات الهاش.

العملية الفعلية: أولاً، يُجرى هاش للرسالة للحصول على ملخص؛ ثم يُوقع الملخص بمفتاحك الخاص. للتحقق، يُستخدم المفتاح العام لفحص ما إذا كان التوقيع يطابق الملخص. يستخدم كل من Bitcoin وEthereum بشكل رئيسي خوارزمية ECDSA (خوارزمية التوقيع الرقمي بالمنحنى الإهليلجي)؛ ويستخدم المدققون في Ethereum توقيعات BLS على طبقة الإجماع لتجميع عدة تواقيع، ما يقلل من حجم البيانات على السلسلة.

أين تُستخدم الخوارزميات التشفيرية في البلوكشين؟ المعاملات، العناوين والمحافظ

تتغلغل الخوارزميات التشفيرية في كل خطوة تقريباً على السلسلة: إنشاء العناوين، توقيع المعاملات، التحقق من الكتل، والرسائل بين السلاسل.

يتم إنشاء العناوين باستخدام المفتاح العام الناتج عن التشفير غير المتماثل؛ توقيع المعاملات يتم باستخدام مفتاح خاص، وتتحقق العقد من التواقيع عبر المفتاح العام. تستخرج المحافظ " عبارات الاستذكار" من أرقام عشوائية عالية الجودة—ويمكن لهذه العبارات توليد المفاتيح الخاصة والعامة. كما تعتمد الرسائل بين السلاسل وسجلات العقود الذكية على الهاش للتحقق من التوافق. تختلف مجموعات الخوارزميات حسب سلسلة الكتل؛ فمثلاً، تعتمد Solana على توقيعات Ed25519 بشكل أساسي، بينما تستخدم Ethereum خوارزمية Keccak-256 في الهاش.

كيف تُستخدم الخوارزميات التشفيرية على Gate؟ واجهة API، السحب، والأمان

تعتمد العمليات على Gate على الخوارزميات التشفيرية في عدة مجالات: التفاعل مع واجهة API، عمليات سحب الأصول، وحماية الاتصال.

تتطلب استدعاءات API مفتاح API، وتشترط الخوادم تضمين توقيع مبني على HMAC في رأس الطلبات لمنع العبث. يستخدم الاتصال بين متصفحك أو تطبيقك والمنصة خوارزميات تشفير TLS لضمان أمان بيانات تسجيل الدخول والأوامر. عند سحب الأصول إلى البلوكشين، يوقع المفتاح الخاص للمحفظة المعاملة حسب معيار التوقيع الخاص بالسلسلة (مثل ECDSA في Ethereum)؛ وبعد تحقق العقد، تُبث المعاملات وتُعتمد. كما أن تفعيل ميزات الأمان مثل المصادقة متعددة العوامل وضوابط المخاطر يقلل من مخاطر إساءة استخدام المفاتيح.

كيف تختار الخوارزميات التشفيرية؟ الأنواع الشائعة والحالات المناسبة

يعتمد اختيار الخوارزمية على هدفك: السرية، التحقق من الهوية، أو التحقق من سلامة البيانات. تتطلب الأهداف المختلفة مجموعات خوارزمية مختلفة.

1. حدد الهدف: للسرية، استخدم التشفير المتماثل؛ للتحقق من الهوية وعدم الإنكار، استخدم التشفير غير المتماثل مع التواقيع الرقمية؛ للتحقق من السلامة، استخدم خوارزميات الهاش.

2. اختر نوع الخوارزمية: لنقل البيانات القصيرة والمتكررة، يُفضل التشفير المتماثل؛ في البيئات المفتوحة أو لربط الهوية، استخدم التشفير غير المتماثل والتواقيع؛ للتحقق من المحتوى فقط، يكفي الهاش.

3. قيّم الأداء ودعم النظام: تأكد أن الخوارزمية مدعومة جيداً في سلسلة الكتل أو النظام الذي تستخدمه، مع مكتبات متقدمة وتسريع عتادي. تدعم معظم السلاسل ECDSA؛ وتتميز Ed25519 بسرعة التحقق وسهولة التنفيذ.

4. التزم بالمعايير والتوافق: اعتمد معايير خضعت للتدقيق العام—واستعن بأدلة التشفير الصادرة عن NIST (مثل مرشحي الخوارزميات بعد الكم والتحديثات القياسية المعلنة في 2023).

5. أولِ التنفيذ والاختبار الآمن أهمية قصوى: استخدم مكتبات موثوقة، أجر اختبارات وحدات وتدقيقات أمنية؛ تجنب بناء خوارزميات معقدة من الصفر لتفادي الثغرات.

ما هي المخاطر التي تواجه الخوارزميات التشفيرية؟ العشوائية، عيوب التنفيذ، التهديدات الكمية

تنشأ المخاطر أساساً من جودة توليد المفاتيح، اختيار الخوارزمية، وتفاصيل التنفيذ. كما تشكل الحوسبة الكمومية تهديداً متوسطاً إلى طويل الأمد.

العشوائية الضعيفة تجعل المفاتيح الخاصة قابلة للتنبؤ—فالمصادر العشوائية الضعيفة أو المتكررة تعرض الأمان للخطر. لم تعد الخوارزميات القديمة (مثل MD5 أو SHA-1) آمنة للبيئات الحساسة. تشمل عيوب التنفيذ هجمات القنوات الجانبية (تسريب الأسرار عبر التوقيت أو استهلاك الطاقة)، أو إعدادات مكتبة غير صحيحة، أو تحقق غير سليم من التوقيع. قد تتمكن الحواسيب الكمومية من كسر فرضيات الأمان الخاصة بـ RSA والمنحنيات الإهليلجية، ما يدفع الصناعة للبحث في خوارزميات "ما بعد الكم".

كيف ترتبط الخوارزميات التشفيرية بإثباتات عدم المعرفة؟

إثباتات عدم المعرفة تتيح إثبات امتلاك صفة معينة دون الكشف عن محتواها. ورغم أنها ليست تشفيراً تقليدياً، إلا أن بنائها والتحقق منها يعتمدان بشكل كبير على الهاش وأدوات التشفير الحديثة.

يشبه ذلك فحص التذاكر: يتحقق القائم على البوابة من صحة تذكرتك دون معرفة اسمك أو رقم مقعدك. تستخدم أنظمة ZK على السلسلة التزامات الهاش، أو المنحنيات الإهليلجية، أو التزامات متعددة الحدود لإنشاء وإثبات الإثباتات—محققة توازناً بين الخصوصية وقابلية التحقق.

ما هو مستقبل الخوارزميات التشفيرية؟ التوجهات بعد الكم وتعدد التواقيع

تشمل التوجهات الرئيسية التشفير ما بعد الكم، تجميع التواقيع، وتقنيات العتبة. تهدف خوارزميات ما بعد الكم إلى مقاومة هجمات الحوسبة الكمومية؛ وقد أعلنت NIST أول مجموعة معايير (مثل Kyber وDilithium) في 2023—مع استمرار التجارب والتكامل حتى 2025. يُستخدم التوقيع المتعدد (Multisig) والحوسبة متعددة الأطراف (MPC) بشكل متزايد في حفظ المحافظ والمدفوعات المؤسسية لتقليل مخاطر اختراق المفتاح الواحد؛ كما يقلل تجميع التواقيع (مثل BLS) من حجم البيانات على السلسلة لتعزيز التوسع.

الملخص: النقاط الرئيسية في الخوارزميات التشفيرية

الخوارزميات التشفيرية هي أساس أمان البلوكشين وWeb3: يوفر التشفير المتماثل السرية؛ ويضمن التشفير غير المتماثل مع التواقيع الرقمية تحقق الهوية وعدم الإنكار؛ ويوفر الهاش التحقق من السلامة. عملياً، اختر الخوارزمية المناسبة، وضمن جودة عشوائية عالية، واعتمد على مكتبات قوية، ونفذ تدقيقات دورية. على منصات مثل Gate، تدعم التشفير عمليات التواصل عبر API وتوقيعات السحب على السلسلة. مستقبلاً، يستحق كل من التشفير ما بعد الكم وتقنية تعدد التواقيع الاهتمام. وفي جميع العمليات المالية، أعط الأولوية لإدارة المفاتيح وإعدادات الأمان لتجنب الخسائر الناتجة عن عيوب التنفيذ أو الممارسات السيئة.

الأسئلة الشائعة

ما هي الخوارزمية التشفيرية؟ ولماذا تحتاجها البلوكشين؟

الخوارزمية التشفيرية هي طريقة رياضية لتحويل المعلومات إلى نص مشفر غير قابل للقراءة؛ ولا يمكن فك تشفيره إلا لمن يملك المفتاح المناسب. تعتمد البلوكشين على هذه الخوارزميات لحماية أصول المستخدمين وضمان مصداقية المعاملات—حتى إذا تم اعتراض البيانات، لا يمكن التلاعب بها أو سرقتها.

كيف تختلف الخوارزمية التشفيرية عن كلمة المرور العادية؟

كلمة المرور العادية مجرد مجموعة أحرف يسهل تخمينها؛ أما الخوارزمية التشفيرية فتستند إلى عمليات رياضية معقدة تحتاج إلى عقود من أقوى الحواسيب لفكها. خوارزميات التشفير في البلوكشين (مثل SHA-256 أو ECDSA) مثبتة علمياً وتوفر أماناً أعلى بكثير من كلمات المرور التقليدية.

كيف يحمي التشفير مفتاحي الخاص؟

يتم توليد مفتاحك الخاص باستخدام خوارزميات التشفير ويرتبط بشكل فريد بمفتاحك العام. عند تحويل الأموال على Gate، يوقع مفتاحك الخاص المعاملة؛ ويمكن للآخرين التحقق من صحتها باستخدام مفتاحك العام دون القدرة على تزوير التواقيع. هذا يضمن أن التحكم بأصولك يظل في يدك وحدك.

ماذا يحدث إذا تم كسر خوارزمية تشفير؟

الخوارزميات التشفيرية واسعة الاستخدام (مثل SHA-256) يمكن كسرها نظرياً، لكن ذلك يتطلب موارد حوسبة تتجاوز مجموع جميع الحواسيب عالمياً—وهو أمر غير ممكن عملياً اليوم. إذا ثبت أن أي خوارزمية غير آمنة، يقوم مجتمع البلوكشين بسرعة بالترقية إلى بدائل أقوى—كما تم استبدال SHA-1 بـSHA-256.

لماذا أحتاج إلى كلمة مرور لتسجيل الدخول في Gate إذا كانت أصولي محمية بالتشفير؟

يحمي التشفير أصولك ومعاملاتك؛ بينما تحمي كلمة المرور وصولك إلى الحساب نفسه. كلا الطبقتين ضروريتان: فالكلمات المرورية تمنع الدخول غير المصرح به، بينما يضمن التشفير عدم إمكانية نقل الأصول حتى لو تم الوصول إلى الحساب. لضمان أقصى درجات الأمان، استخدم كلمات مرور قوية وفعّل المصادقة الثنائية دائماً.