لوحة المرة الواحدة

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
مقتطفات من لوحة لمرة واحدة

في علم التشفير كربتوغرافي، لوحة المرة واحدة OTP, هو نوع من التشفير Encryption الذي ثبت أن من المستحيل كسره إذا ما استخدم بشكل صحيح. يتم تشفير كل بت أو حرف من نص صريح (غير مشفر) بوساطة جمع نمطي Modular addition مع بت أو حرف من مفتاح عشوائي سري (أو لوحة) بنفس طول النص الصريح، لينتج النص المشفر. إذا كان المفتاح عشوائي حقا، كبير, بقدر أو أكبر من النص الصريح، و لا يعاد استخدامه كليا أو جزئيا، ويبقى سريا، فمن المستحيل كسر أو فك تشفير النص المشفر من دون معرفة المفتاح.[1][2] وقد ثبت أيضا أن أي شفرات سرية مثالية يجب ان تستخدم مفاتيح بنفس شروط مفتاح لوحة المرة الواحدة.[3] ومع ذلك، منعت مشاكل عملية لوحة المرة الواحدة من أن تستخدم على نطاق واسع. وصفه لاول مرة (فرانك ميلر) Frank Miller سنة 1882,[4][5] أعيد اختراع تشفير لوحة المرة الواحدة في سنة 1917 وحصل على براءة اختراع بعد سنتين. وهو مستمد من شفرة فيرنام، سميت لاحقا,جلبرت فيرنام، أحد مخترعيها. كان نظام فيرنام تشفيرا يجمع بين الرسالة و مفتاح يقرأه من شريط مثقب Punched tape.

شريط ورقب مثقب بعرض ثمانية ثقوب و خمسة ثقوب

كان نظام فيرنام في شكله الأصلي ضعيفا, لأن الشريط المفتاح كان حلقة (loop)، يعاد استخدامها كلما تتم الحلقة دورة كاملة. استخدام المرة الواحدة جاء في وقت قريب لاحق, عندما أقر جوزيف موبورن Joseph Mauborgne بأن إذا كان الشريط المفتاح عشوائيا تماما، فأن تحليل الشفرة سيكون مستحيلا.[6] تظهر الصور لوحات حصلت عليها الاستخبارات السوفييتية KGB التي يمكن وضعها في كف يد واحدة، [7] .[8] أو في قشرة جوزة. لزيادة الأمن، طبعت لوحات المرة الواحدة في بعض الأحيان على ورقة من نيتروسيليلوز Nitrocellulose سريعة الاشتعال.

أصل التسمية[عدل]

جزء من الاسم "لوحة" "Pad", جاء من التطبيقات المبكرة, حيث يتم توزيع المفتاح على شكل لوحة من الورق، وبالتالي فإن الورقة يمكن تمزيقها بسهولة وتدمر بعد الاستعمال. لسهولة إخفائها، تصغر اللوحة أحيانا إلى حجم صغير بحيث يستلزم استعمال العدسة المكبرة لقراءتها.

امان[عدل]

الامان المثالي[عدل]

طريقة التشفير هذه آمنة جدا بشرط أن استخدام المفتاح يكون لمرة واحدة فقط , فقد برهن شانون انه في حالة استخدام المفتاح مرة واحدة فإن هذه الطريقة لا يمكن خرقها اي لا توجد خوارزمية او اي طريقة اخرى, يمكنها ان تسترجع الرسالة او اي جزء منها , باعطائها الرسالة المُشفرة فقط . لاحظ ان هذا النظام آمن ضد الهجمات على الرسالة المُشفرة , فحتى لو استطاع المهاجم الحصول على الرسالة المشفرة والرسالة الصريحة فانه لن يحصل على المفتاح لأنه لن يتكرر. من اساليب التشفير التي تستخدم مفتاح المرة الوتحدة هو التشفير التدفقي

المساوئ[عدل]

في كل نظام يراد أن يكون أمانه مثاليا, يجب أن يمتلك مفتاحا, بطول الرسالة على الاقل ( نظرية شانون) , ما يعني اننا لو أرسلنا رسالة طويلة جدا, سعتها 1 تيرابايت حينها سنحتاج ل-1 تيرابايت اضافية, لنشفر المعلومات وهو امر غير عملي بالاخص على الحواسيب , كما ان استخدام المفتاح مرة واحدة كل مرة, وهو امر ضروري, يجعل هذا النظام غير عملي لانه يجب استخدام مولد المفاتيح Key generator كل مرة وهذا يستهلك وقتا كثيرا.

المراجع[عدل]

  1. ^ http://www.pro-technix.com/information/crypto/pages/vernam_base.html
  2. ^ http://www.cryptomuseum.com/crypto/otp.htm
  3. ^ Shannon، Claude (1949). "Communication Theory of Secrecy Systems". Bell System Technical Journal 28 (4): 656–715. 
  4. ^ Miller، Frank (1882). Telegraphic code to insure privacy and secrecy in the transmission of telegrams. C.M. Cornwell. 
  5. ^ Bellovin، Steven M. (July 2011). "Frank Miller: Inventor of the One-Time Pad". Cryptologia 35 (3). doi:10.1080/01611194.2011.583711. اطلع عليه بتاريخ 2011-08-03 20:53:59. 
  6. ^ Kahn، David (1996). The Codebreakers. Macmillan. صفحات 397–8. ISBN 0-684-83130-9. 
  7. ^ "One-Time-Pad (Vernam's Cipher) Frequently Asked Questions, with photo". اطلع عليه بتاريخ 2006-05-12. 
  8. ^ Savory, Stuart (2001). "Chiffriergerätebau : One-Time-Pad, with photo" (باللغة German). اطلع عليه بتاريخ 2006-07-24.