علم التعمية

علم التعمية أو علم التشفير  (باللاتينية: Cryptographia) (بالإنجليزية: Cryptography) هو دراسة وممارسة بعض التقنيات لتأمين عملية التواصل بوجود أشخاص أخرين والذين يسمون أعداء ( adversaries ). بصوره عامة، علم التشفير يهتم بإنشاء وتحليل بعض الأنظمة التي تمنع الأعداء او العامة من قراءة الرسائل الخاصة.  أي بوسائل تحويل البيانات (مثل الكتابة) من شكلها الطبيعي المفهوم لأي شخص إلى شكل غير مفهوم بحيث يتعذّر على من لا يملك معرفة سرية محددة معرفة فحواها. مجالات مختلفة من علم أمن المعلومات  مثل سرية المعلومات و سلامة المعلومات ومصادقة البيانات تعتبر جوانب أساسية من علم التشفير الحديث.  في شكلها المعاصر، التعمية  يوجد في عدد من العلوم كعلم الرياضيات و علوم الحاسب و الهندسة الكهربائية وعلوم التواصل و الفيزياء. يحظى هذا العلم اليوم بمكانة مرموقة بين العلوم، إذ تنوعت تطبيقاته العملية لتشمل مجالات متعددة  منها:التجارة الإلكترونية وبطاقات الدفع الإلكتروني والعملات الرقمية وكلمات مرور أجهزة الكمبيوتر والإتصالات العسكرية.
علم التعمية بنسخته القديمة مماثل لعملية التشفير والذي يهتم  بتحويل المعلومات من وضعها القابل للقراءه لتظهر بشكل لامعنى له. يشارك المنشئ للرسالة المشفره نظام الأكواد المستخدمه في التشفير مع الأشخاص المقصوديين والموجهه لهم الرسالة. وبذلك لايتمكن الأعداء الذين لديهم هذه الأكواد من فهم الرسالة. في دراسات علم التعمية دائما مايستخدم اسم  للدلاله للمرسل Alice ( أو الرمز "A") )، واسم Bob  (أو الرمز "B" )  للمستقبل المعني بالرسالة   واسم Eve للأعداء. إزدات صعوبة الطرق المستخدمة بدراسة علم التعمية وانتشرت تطبيقاته بشكل أكثر  مع التطورات المستحدثه بالأله الدوارة بالحرب العالمية الأولى ومع إختراع الكمبيوتر بالحرب العالمية الثانية.

يعتمد علم التعمية الحديث بشكل مكثف على نظريات رياضية وتطبيقات علم الحاسب. تُصمم خوارزميات التشفير بناء على فروض حاسوبية صعبة  من الصعب إختراقها من قبل العدو.

مصطلح التعمية

استعمل العرب هذا المصطلح كناية عن عملية تحويل نص واضح إلى نص غير مفهوم باستعمال طريقة محددة، يستطيع من يفهمها أن يعود ويفهم النص. غير أن في الوقت الحالي كثر استعمال مصطلح التشفير.
أصل التسمية الإنجليزية هو كلمة إغريقية، وتعني الكتابة السرية، من الكلمة كريبتو "crypto" من "κρυπτός" اليونانية، بمعنى "السرية"، والكلمة (graphei",(γραφή"، غرافي، وتعني الكتابة، وكلمة كريبتو لوجي تشترك مع سابقتها في لفظة (كربتو)، وكلمة (logy) تعني علم.
عند تفكيك كلمة تشفير، سنجد أن البادئة (en) تعني (to make)، وترجمتها(العمل على). الجزء (crypt) هو صفة مشتقة من (crypto). وعلى ذلك تكون كلمة تشفير بمعنى إجراء معالجة البيانات التشفير على مادة ما.

علم التشفير التقليدي

أنواع الشفرات التقليدية الرئيسة هي شفرات التبديل Transposition cipher، والتي يعاد فيها ترتيب حروف الرسالة (على سبيل المثال، "مرحبا أيها العالم" تصبح "ابحرم اهيأ ملاعلا 'في نظام إعادة ترتيب بسيط)، وشفرات الاستبدال تعمية استبدال، التي تستبدل منهجيا حروف أو مجموعات من الحروف لرسائل مع حروف أو مجموعة من الحروف الأخرى (على سبيل المثال، 'يطير في ان واحد' تصبح 'اظاز قا به يبخذ' عن طريق استبدال كل حرف مع الحرف الذي يليه في الأبجدية العربية).

علم التشفير الحديث

تستند خوارزميات التشفير الحديثة بشكل كبير إلى نظرية رياضية وممارسة علم الحاسوب، ويتم تصميم خوارزميات التشفير استنادا إلى فرضيات صعوبة الحساب فرض صعوبة الحساب، مما يجعل من الصعب كسر مثل هذه الخوارزميات عملياً، من قبل أي خصم. من الممكن، نظريا، كسر هذه الخوارزميات ولكن من غير المجدي عمليا القيام بذلك بأي وسيلة عملية معروفة. لذلك تسمى هذه الصيغ آمنة حسابيا؛ طبقا للتقدم النظري في العلوم، على سبيل المثال، تتطلب هذه الحلول أن تتكيف باستمرار، مع إدخال تحسينات في خوارزميات تحليل العدد الصحيح إلى عوامله، وتقنيات حوسبة أسرع. توجد نظم آمنة بحسب نظرية المعلومات الأمان من حيث نظرية المعلومات، الأمان من حيث نظرية المعلومات، وسبق برهنة عدم إمكانية كسرها حتى مع توفر قدرة حوسبة غير محدودة، مثل، لوحة المرة الواحدة لوحة المرة الواحدة، لكن هذه النظم أكثر صعوبة في التطبيق من الآليات الجيدة، القابلة للكسر نظريا وآمنة حسابيا.المخطط في أدناه يبين تصنيفا للشفرات.

استعمالات حديثة

في العصر الحديث، تعد آلة إنجما التي استخدمها الجيش الألماني في الحرب العالمية الثانية، أبرز مثال على استخدام التعمية لتحقيق تفوق على العدو في مجال الاتصالات، وكانت الأبحاث التي جرت بشكل منفصل في كل من المؤسستين العسكريتين الأمريكية والبريطانية في سبعينيات القرن العشرين فتحا جديدا فيما صار يعرف الآن بتقنيات التعمية القوية المعتمدة على الحوسبة، وارتبطت التعمية بعلوم الجبر ونظرية الأعداد ونظرية التعقيد ونظرية المعلوميات.
توسع نطاق تطبيقات التعمية كثيرا في العصر الحديث بعد تطور الاتصالات وحدوث ثورة الاتصالات بما تتطلبه أحيانا من استيثاق وحاجة إلى ضمان عدم التنصت ومنع التجسس والقرصنة الإلكترونيين وتأمين سبل التجارة الإلكترونية.
تعد تقنيات التوقيع الرقمي والتصويت الالكتروني والنقد الرقمي تطبيقات عملية معتمدة على التعمية.