التشفير: حماية المعلومات في نظام العملات الرقمية (Cryptography)

مع التقدم في تكنولوجيا الحواسيب، أصبحت البيانات أكثر سهولة في الوصول إليها، وعلى الرغم من أن هذا يوفر ميزة كبيرة، إلا أن له جانباً سلبياً أيضاً. البيانات عبر الإنترنت معرضة للعديد من التهديدات مثل السرقة والتلف. علم التشفير (أو التعمية) هو أحد الحلول التي جعلت من الممكن حماية المعلومات من بعض المخاطر المرتبطة بتخزين البيانات وتوزيعها. ليس الأمر كما لو أن مفهوم تشفير البيانات جديد. حتى قبل العصر الرقمي، كان الناس يخفون الرسائل لمنع الجماهير غير المقصودة من قراءتها. ولكن الاستخدام المتزايد للأجهزة الحاسوبية رفع علم التشفير إلى مستوى جديد تماماً.

ما هو علم التشفير؟

ببعض الكلمات المختصرة، علم التشفير هو علم إخفاء المعلومات. بشكل أكثر تحديداً، يستخدم علم التشفير الحديث النظريات الرياضية والحسابات لتشفير وفك تشفير البيانات أو لضمان سلامة وأصالة المعلومات. في عملية تشفير النص الأساسية، يتعرض نص واضح (بيانات يمكن فهمها بوضوح) لعملية تشفير تحولها إلى نص مشفر (غير قابل للقراءة). من خلال القيام بذلك، يمكن ضمان أن المعلومات المرسلة لا يمكن قراءتها إلا من قبل شخص بحوزته مفتاح فك التشفير المحدد. باستخدام تقنيات التشفير المحددة، يمكن إرسال البيانات الحساسة حتى عبر الشبكات غير الآمنة. يعتمد مستوى التشفير على درجة الحماية التي تتطلبها البيانات.

أهمية التشفير

على سبيل المثال، نوع الحماية المستخدمة في الملفات الشخصية العادية (مثل جهات الاتصال) ليست نفسها المستخدمة في شبكات العملات المشفرة. تعلم كيفية عمل التشفير أمر حيوي لفهم أهميته ضمن أنظمة العملات المشفرة. تستخدم معظم أنظمة البلوكشين، مثل نظام البيتكوين، مجموعة معينة من تقنيات التشفير التي تسمح لها بالعمل كسجل عام ولا مركزي، يتم من خلاله إجراء المعاملات الرقمية بطريقة آمنة للغاية.

مجالات دراسة التشفير الحديثة

يتكون علم التشفير الحديث من عدة مجالات دراسية، ولكن من الأهم المجالات التي تتعامل مع التشفير المتماثل، التشفير غير المتماثل، دوال التهشير، والتوقيعات الرقمية. يستخدم بروتوكول البيتكوين الإثباتات التشفيرية لتأمين الشبكة وضمان صحة كل معاملة. تضمن التوقيعات الرقمية أن كل مستخدم قادر فقط على إنفاق الأموال من محفظته الخاصة ولا يمكن إنفاق هذه الأموال أكثر من مرة واحدة.

التوقيعات الرقمية في البيتكوين

على سبيل المثال، إذا أرسلت أليس 2 بيتكوين إلى بوب، فإنها تقوم بإنشاء معاملة هي في جوهرها رسالة تؤكد إضافة 2 بيتكوين إلى محفظة بوب، مع إزالة العملات من محفظة أليس. ومع ذلك، يمكنها القيام بذلك فقط من خلال توفير توقيع رقمي. جزء هام آخر من بروتوكول البيتكوين هو وظيفة Hashcash، التي تعرف آلية إجماع إثبات العمل وعملية التعدين (المسؤولة عن تأمين الشبكة، والتحقق من المعاملات، وتوليد العملات الجديدة). يستخدم Hashcash دالة تشفيرية تُسمى SHA-256.

أهمية التشفير في تقنية البلوكشين

التشفير هو جزء أساسي من تقنية البلوكشين وبالتالي هو أمر ضروري لأي عملة مشفرة. مكنت الإثباتات التشفيرية التي يتم تطبيقها على الشبكات الموزعة من إنشاء أنظمة اقتصادية بدون ثقة، مما أدى إلى ظهور البيتكوين والعملات الرقمية اللامركزية الأخرى.