التشفير هو عملية تحويل النص العادي القابل للقراءة إلى نص مشفر غير قابل للقراءة لإخفاء المعلومات الحساسة عن المستخدمين غير المصرح لهم. تستخدم المؤسسات التشفير بانتظام في أمان البيانات لحماية البيانات الحساسة من الوصول غير المصرح به وعمليات اختراق أمن البيانات.
يعمل التشفير باستخدام خوارزميات التشفير لخلط البيانات في تنسيق غير قابل للقراءة. لا يمكن فك تشفير البيانات إلا للأطراف المصرح لها التي لديها المفتاح السري الصحيح، المعروف باسم مفتاح فك التشفير.
يحمي التشفير البيانات أثناء التخزين، وأثناء النقل، وأثناء المعالجة، بغض النظر عما إذا كانت البيانات موجودة في نظام كمبيوتر محلي أو في السحابة. ولهذا السبب، أصبح التشفير مهمًا للغاية للجهود التي تستهدف أمن السحابة واستراتيجيات الأمن السيبراني على نطاق أوسع.
وفقًا لتقرير تكلفة خرق البيانات الصادر عن ®IBM في عام 2025، يمكن للمؤسسات التي تستخدم التشفير تقليل التأثير المالي لخرق البيانات بما يزيد عن 200000 دولار أمريكي.
يعد التشفير ضروريًا أيضا بشكل متزايد للامتثال للمتطلبات والمعايير التنظيمية، مثل PCI DSS وGDPR.
يتزايد الاستثمار في التشفير مع مواجهة الأفراد والمؤسسات التهديدات والهجمات الإلكترونية المتصاعدة. وبحسب التقديرات الأخيرة، فإن سوق برمجيات التشفير العالمية سيصل إلى 20.1 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025، مع معدل نمو سنوي مركب يبلغ 15.1% من عام 2020 إلى عام 2025.
كما أن الذكاء الاصطناعي قد غيّر مشهد التشفير. على وجه التحديد، تستكشف المؤسسات كيف يمكن للذكاء الاصطناعي المساعدة في تحسين إدارة المفاتيح، وتعزيز خوارزميات التشفير.
النشرة الإخبارية الخاصة بالمجال
ابقَ على اطلاع دومًا بأهم—اتجاهات المجال وأكثرها إثارة للفضول—بشأن الذكاء الاصطناعي والأتمتة والبيانات وغيرها الكثير مع نشرة Think الإخبارية. راجع بيان الخصوصية لشركة IBM.
سيتم تسليم اشتراكك باللغة الإنجليزية. ستجد رابط إلغاء الاشتراك في كل رسالة إخبارية. يمكنك إدارة اشتراكاتك أو إلغاء اشتراكك هنا. راجع بيان خصوصية IBM لمزيد من المعلومات.
لقد تطور التشفير بشكل كبير مع مرور الوقت. تعود الأمثلة المبكرة للتشفير والتقنيات التي تشبه التشفير إلى الحضارات القديمة مثل، حضارة المصريين وحضارة بلاد ما بين النهرين. وقد شاع التشفير فيما بعد في وقت الحرب وجهود التجسس، واشتهرت "آلة إنيجما"، وهي جهاز تشفير استخدمه الألمان في الحرب العالمية الثانية لتشفير الرسائل السرية.
أصبح اليوم التشفير بالغ الأهمية في حماية البيانات الحساسة، خاصة مع انتقال المؤسسات إلى السحابة أو استخدام بيئات السحابة الهجينة. يؤدي هذا التحول في أغلب الأحيان إلى تعقيد البيانات، بما في ذلك تفرق البيانات وتوسيع أسطح الهجوم.
نتيجة لتعقيد البيانات هذا، يمكن أن تصبح عمليات اختراق أمن البيانات أكثر تكلفة وأكثر تواترًا. وفقًا لتقرير تكلفة خرق البيانات، بلغ متوسط التكلفة العالمية لمعالجة اختراق أمن البيانات في عام 2025 مبلغ 4.44 مليون دولار أمريكي.
باستخدام التشفير، يمكن للمؤسسات ردع اختراق أمن البيانات أو تخفيف حدته. ويتحقق ذلك عن طريق ضمان عدم تمكن المخترقين من الوصول إلى بياناتك الأكثر حساسية، بما في ذلك أرقام الضمان الاجتماعي، وأرقام بطاقات الائتمان، وغيرها من معلومات التعريف الشخصية (PII).
تستخدم أيضًا المؤسسات، لا سيما تلك العاملة في مجال الرعاية الصحية والخدمات المالية، التشفير لتلبية معايير الامتثال.
على سبيل المثال، يفرض معيار أمان بيانات صناعة بطاقات الدفع (PCI DSS) على التجار تشفير بيانات بطاقات الدفع الخاصة بالعملاء التي يتعاملون معها. وعلى نحو مماثل، تسلط اللائحة العامة لحماية البيانات الضوء على التشفير باعتباره إجراء بالغ الأهمية لحماية البيانات الشخصية من الوصول غير المصرح به أو الكشف عنها.
ومع ذلك، ليس المؤسسات فقط هي التي تطالب بالتشفير. يسعى المستخدمون بشكل متزايد إلى راحة البال التي يوفرها التشفير. أعلنت شركة Signal، وهي تطبيق مراسلة يستخدم التشفير من طرف إلى طرف، عن قفزة من 12 مليونًا إلى 40 مليون مستخدم في عام 2022 وسط مخاوف بشأن سياسات الخصوصية الخاصة بتطبيق WhatsApp وممارسات مشاركة البيانات.
في السنوات الأخيرة، حلت خوارزميات التشفير الحديثة إلى حد كبير محل المعايير القديمة، مثل معيار تشفير البيانات (DES).
لا تخفي الخوارزميات الجديدة البيانات فحسب، بل تدعم أيضًا مبادئ أمن المعلومات الأساسية، مثل السلامة والمصادقة وعدم الإنكار. تؤكد السلامة على عدم تلاعب الأطراف غير المصرح لهم بالبيانات، بينما تتحقق المصادقة من مصادر البيانات ويمنع عدم الإنكار المستخدمين من إنكار النشاط المشروع.
تركز الاتجاهات الحالية في مجال التشفير على تحسين خوارزميات التشفير وبروتوكولاته؛ لمواكبة التهديدات الإلكترونية والتقنيات المتطورة.
يستخدم التشفير الكمي مبادئ ميكانيكا الكم لإنشاء مفاتيح تشفيرية محصنة من الناحية النظرية ضد هجمات القوة الغاشمة.
يتيح التشفير المتماثل للمؤسسات إجراء عمليات حسابية على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك التشفير. يعني هذا النهج أنه يمكن للمؤسسات استخدام البيانات الحساسة لأمور مثل تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي وتحليلها دون المساس بالسرية أو الخصوصية الفردية.
النوعان الرئيسيان للتشفير هما:
التشفير المتماثل: يشفر البيانات ويفك تشفيرها باستخدام مفتاح متماثل سري تشاركه جميع الأطراف المشاركة في المعاملة.
التشفير غير المتماثل (المعروف أيضا باسم التشفير بالمفتاح العام وتشفير المفتاح العام): يشفر البيانات ويفك تشفيرها باستخدام مفتاحين مختلفين. يمكن لأي شخص استخدام المفتاح العام لتشفير البيانات، ولكن يمكن فقط لحاملي المفتاح الخاص المقابل فك تشفير تلك البيانات.
كلتا الطريقتين لهما نقاط قوة وضعف. يعد التشفير المتماثل أسرع وأكثر كفاءة. ومع ذلك، فإنه يتطلب أيضًا إدارة دقيقة للمفاتيح؛ لأن أي شخص يحصل على المفتاح المتماثل يمكنه فك تشفير البيانات.
يوفر التشفير غير المتماثل أمانًا أكثر قوة، على الرغم من أنه أبطأ بسبب تعقيده، وذلك من خلال الاستغناء عن تبادل المفتاح الآمن.
أحد أكثر الحلول تنوعًا وشهرة لإدارة التشفير غير المتماثل هو البنية التحتية للمفتاح العام (PKI). توفر بنية PKI إطار عمل شاملاً للاتصال الآمن والتوثيق، ما يتيح إنشاء أزواج المفاتيح العامة والخاصة وتوزيعها والتحقق من صحتها. يمكن أن تساعد بنية PKI في تأمين العديد من التطبيقات، بما في ذلك البريد الإلكتروني، والتوقيعات الرقمية، وتشفير SSL/TLS لتصفح الويب.
تختار المؤسسات بشكل عام التشفير المتماثل عندما تكون السرعة والكفاءة أمرًا بالغ الأهمية، كما هو الحال عند تشفير كميات كبيرة من البيانات أو تأمين الاتصال داخل نظام مغلق.
عندما يكون الاتصال الآمن بين الأطراف عبر قنوات غير آمنة ضروريًا، مثل المعاملات عبر الإنترنت وتشفير البريد الإلكتروني والتوقيعات الرقمية، قد تعتمد المؤسسات على التشفير غير المتماثل.
يبدأ التشفير بتحديد المعلومات الحساسة التي تتطلب الحماية. يمكن أن تكون هذه المعلومات رسائل أو ملفات أو صور أو اتصالات أو بيانات أخرى. توجد هذه البيانات بتنسيق نص عادي، وهو الشكل الأصلي القابل للقراءة الذي يحتاج إلى حماية.
تعمل خوارزميات التشفير على تحويل هذا النص العادي إلى نص مشفر عن طريق تشفير البيانات إلى سلسلة من الأحرف غير قابل للقراءة. تضمن هذه العملية أن يتمكن المتلقي (المتلقون) المقصود فقط من قراءة البيانات الأصلية.
بعد ذلك، تُنشأ مفاتيح التشفير. يشبه مفتاح التشفير رمزًا معقدًا مطلوبًا لفتح خزنة. بدون مفتاح التشفير الصحيح، لا يمكنك الوصول إلى البيانات المشفرة. يوفر حجم المفتاح الأطول أمانًا أعلى من خلال جعل عملية فك التشفير أكثر تعقيدًا بشكل كبير.
في التشفير المتماثل (راجع "أنواع تشفير البيانات")، يُستخدم مفتاح مشترك واحد للتشفير وفك التشفير. في التشفير غير المتماثل (راجع "أنواع تشفير البيانات")، يُنشأ مفتاحان: مفتاح عام للتشفير ومفتاح خاص لفك التشفير.
بالنسبة لأولئك الذين ليس لديهم مفتاح فك التشفير، يكاد يكون من المستحيل فك تشفير الرسائل المشفرة. ومع ذلك، فإن المستخدمين الذين يمتلكون مفتاح فك التشفير يمكنهم فك تشفير البيانات بنجاح، ما يؤدي بشكل أساسي إلى عكس عملية التشفير، وتحويل النص المشفر مرة أخرى إلى نص عادي غير مشفر قابل للقراءة.
يمكن أن يتضمن فك التشفير أيضًا مرحلة المصادقة، حيث يجري التحقق من صحة البيانات التي تم فك تشفيرها؛ لضمان سلامتها وصحتها. قد تتضمن هذه الخطوة التحقق من صحة التوقيعات الرقمية أو دوال التجزئة (انظر القسم التالي) أو أشكال أخرى من المصادقة لتأكيد عدم التلاعب بالبيانات أثناء الإرسال.
ترتبط دوال التجزئة ارتباطًا وثيقًا بالتشفير، لكن هذه الأدوات تعالج مشكلات أمنية محددة.
تعد دوال التجزئة نوعًا من خوارزمية التشفير التي تستخدم بشكل أساسي لسلامة البيانات والمصادقة. وتعمل عن طريق أخذ مُدخل (أو رسالة) وإنتاج سلسلة من الأحرف ذات الحجم الثابت، والتي تعرف باسم قيمة التجزئة أو رمز التجزئة.
وتعد السمة المميزة لها هي طبيعتها القطعية. بالنظر إلى نفس المُدخل، ستنتج دالة التجزئة دائمًا نفس المُخرج. إن هذه العملية تجعل هذه العمليات بالغة الأهمية للتحقق من سلامة البيانات. يمكن للمستخدمين مقارنة قيم التجزئة قبل وبعد النقل أو التخزين. إذا تطابقت قيم التجزئة، فهذا يعني أنه لم يغير أحد البيانات.
في حين أن التشفير عملية قابلة للعكس، فإن دوال التجزئة لا يمكن عكسها. من غير المجدي حسابيًا اشتقاق بيانات الإدخال الأصلية من قيمة التجزئة وحدها. لهذا السبب، فإن الغرض الأساسي من دوال التجزئة ليس إخفاء البيانات الحساسة، بل إنشاء بصمات رقمية فريدة يمكن لمحترفي الأمن السيبراني استخدامها للتحقق من سلامة البيانات وصحتها.
تعتبر إدارة المفاتيح أمرًا بالغ الأهمية لتشفير البيانات بشكل فعال. لفهم السبب، ضع في اعتبارك مثال الخزنة. إذا نسي أحد الأفراد الرمز السري للخزنة أو وقع في الأيدي الخطأ، فإنه يخاطر بفقدان إمكانية الوصول إلى أغلى ممتلكاته أو سرقتها.
ينطبق نفس المنطق على مفاتيح التشفير. إذا لم تحسن المؤسسات إدارة مفاتيحها، فقد تفقد القدرة على فك تشفير البيانات والوصول إليها أو تعرض نفسها لاختراق أمن البيانات.
لهذا السبب، تعطي المؤسسات الأولوية في أغلب الأحيان للاستثمار في أنظمة إدارة المفاتيح. هذه الخدمات مهمة للغاية؛ لأن المؤسسات تدير باستمرار شبكة معقدة من مفاتيح التشفير، وتعرف العديد من عناصر التهديد مكانَ البحث عنها.
غالبًا ما تتضمن حلول إدارة مفاتيح التشفير ميزات مثل:
يمكن أن يوفر التشفير فوائد متنوعة لحماية البيانات، سواء محليًا أو داخل السحابة. تتضمن أهم الفوائد ما يلي:
يعد التشفير أحد أدوات أمن البيانات الأكثر أهمية وانتشارًا. بتشفير النص العادي كنص مشفر، يساعد التشفير المؤسسات على حماية البيانات ضد مجموعة من الهجمات الإلكترونية، بما في ذلك برامج الفدية الضارة وغيرها من البرامج الضارة.
والجدير بالذكر إن استخدام برامج سرقة المعلومات التي تستخرج البيانات الحساسة في تصاعد، وفقًا لمؤشر IBM X-Force Threat Intelligence Index. يساعد التشفير على مكافحة هذا التهديد من خلال جعل البيانات غير قابلة للاستخدام من قِبل المخترقين، ما يحبط هدفهم من سرقتها.
أحدثت التطورات الحديثة في أنظمة التشفير المدعومة بالذكاء الاصطناعي ثورة في ممارسات أمن البيانات. تستخدم هذه الحلول الذكاء الاصطناعي لضبط معلمات التشفير ديناميكيًا بناءً على عوامل سياقية، مثل حركة مرور الشبكة، ونوع الجهاز، وسلوك المستخدم. يتيح هذا النهج التكيّفي للمؤسسات تحسين خوارزميات التشفير آنيًا ومواءمة استراتيجياتها لحماية البيانات مع التهديدات الأمنية المتطورة.
على الرغم من أن مزودي الخدمة السحابية (CSP) مسؤولون عن أمن السحابة، فإن العملاء مسؤولون عن الأمن داخل السحابة، بما في ذلك أمن أي بيانات. يمكن لتشفير البيانات على مستوى المؤسسة أن يساعد المؤسسات على حماية بياناتها الحساسة محليًا وداخل السحابة.
لدى العديد من الصناعات والاختصاصات القضائية متطلبات تنظيمية وتدابير أمنية تفرض على المؤسسات استخدام التشفير لحماية البيانات الحساسة. يساعد الامتثال لهذه اللوائح المؤسسات على تجنب العقوبات القانونية والحفاظ على ثقة العملاء.
يمكن أن تساعد أدوات التشفير، مثل دوال التجزئة، في الكشف عن التعديلات غير المصرح بها أو محاولات التلاعب، ما يساعد على ضمان دقة وسلامة البيانات المخزنة والمنقولة.
يحافظ التشفير على أمان قنوات الاتصال، ما يسمح للأفراد والمؤسسات بتبادل المعلومات الحساسة، وإجراء المعاملات، والتعاون مع تقليل مخاطر الترصّد.
يقيد التشفير الوصول إلى البيانات الحساسة للمستخدمين الذين لديهم مفاتيح فك التشفير المناسبة فقط. يساعد هذا الإجراء على مكافحة التهديدات الداخلية عن طريق منع الموظفين من الوصول إلى المعلومات الحساسة أو إساءة استخدامها أو وضعها في غير موضعها بشكل متعمد أو غير متعمد. على سبيل المثال، حتى في حالة فقدان جهاز الكمبيوتر المحمول الذي أصدرته الشركة لموظف، لا يمكن الوصول إلى البيانات المشفرة بشكل صحيح على القرص الصلب.
على الرغم من فوائد التشفير العديدة، فهو عرضة لبعض الهجمات وسوء الاستخدام. تتضمن بعض نقاط الضعف الشائعة في تقنيات التشفير الحالية ما يلي:
يشكل ظهور حوسبة Quantum تهديدًا على طرق التشفير التقليدية. يمكن للأجهزة الكمبيوتر Quantum فك بعض خوارزميات التشفير، مثل RSA وECC، من خلال تشغيل خوارزميات Quantum قوية، مثل خوارزمية Shor. يمكن لخوارزمية Shor تحليل الأعداد الكبيرة بكفاءة، وحل مسألة اللوغاريتم المتقطع، وهي مسألة رياضية صعبة تعتمد عليها العديد من مخططات التشفير.
ومع ذلك، تستخدم المؤسسات أيضًا الذكاء الاصطناعي لإعداد طرق التشفير المقاومة للكم . تستخدم حلول التشفير هذه الذكاء الاصطناعي لتوقع تهديدات حوسبة Quantum المحتملة والتكيف معها قبل أن تتمكن من فك خوارزميات التشفير التقليدية.
تتضمن هجمات القوة الغاشمة المخترقين الذين يجربون بشكل منهجي جميع مفاتيح التشفير الممكنة حتى يكتشفون مفتاح التشفير الصحيح. تستغرق خوارزميات التشفير القوية وقتًا طويلاً جدًا لفكها عند استخدام طرق القوة الغاشمة. ومع ذلك، فإن التقدم في قوة الحوسبة قد يجعل بعض طرق التشفير عرضة لهجمات القوة الغاشمة.
يمكن للمهاجمين استغلال الثغرات الأمنية في خوارزميات التشفير لفك تشفير البيانات المشفرة. من الثغرات المهمة ثغرة "Padding Oracle Attack" التي تتضمن تلاعب المخترقين بالمسافات الداخلية (بتات إضافية تُضاف إلى النص العادي) للكشف عن بيانات النص العادي.
القنوات الجانبية هي مسارات غير مقصودة لتسرب المعلومات، مثل اختلاف التوقيت، والتغير في استهلاك الطاقة، والانبعاثات الكهرومغناطيسية. يمكن للمخترقين استخدام هذه القنوات الجانبية للحصول على معلومات عن عملية التشفير، واستعادة مفاتيح التشفير أو بيانات النص العادي.
قد يتضمن أحد الأمثلة على هجوم القناة الجانبية إخفاء ملفات الحث على أنظمة الدفع عبر الهاتف المحمول. قد يتيح هذا النهج للمهاجمين تسجيل المعاملات واستخراج المفاتيح لتزوير بطاقات الائتمان أو إجراء عمليات احتيالية.
يعتمد أمان البيانات المشفرة بشكل عام على سرية مفاتيح التشفير وإدارتها. في حالة فقدان مفاتيح التشفير أو سرقتها أو اختراقها، فقد يؤدي ذلك إلى وصول غير مصرح به إلى البيانات المشفرة.
ومع ذلك، يمكن أن تساعد أنظمة الذكاء الاصطناعي أيضًا في أتمتة عمليات إدارة المفاتيح، بما في ذلك إنشاء المفاتيح وتوزيعها وتدويرها. تعمل هذه الأتمتة على تحسين كفاءة أنظمة التشفير وأمانها، ما يقلل من مخاطر الخطأ البشري، ويضمن تحديث مفاتيح التشفير وتأمينها بانتظام.
يكون التشفير في أغلب الأحيان هو الدفاع الأول والأخير ضد المخترقين وعمليات اختراق أمن البيانات. قد تستخدم المؤسسات حلول مختلفة للتشفير حسب مستوى الأمان المطلوب، ونوع البيانات، والبيئة التنظيمية، وعوامل أخرى.
تتضمن بعض حلول التشفير الأكثر شيوعًا ما يلي: