مقایسه و بررسی رمزنگاری متقارن و نامتقارن

تفاوت رمزنگاری متقارن و نامتقارن: رمزنگاری یک مفهوم شناخته شده‌ است که ما از همان زمان کودکی با آن آشنا می‌شویم. اما امروزه، رمزنگاری به یکی از مهمترین مسائل در فضای پرداخت ارزی و خرید و فروش ارز دیجیتال تبدیل شده است. در حال حاضر، با توجه به خطرات مختلفی که به داده‌های ما تهدید وارد می‌کنند، اهمیت رمزنگاری برای تمامی کاربران دنیای سایبر و بازارهای مالی دیجیتالی روشن‌تر شده است.

با توجه به اهمیت تفاوت رمزنگاری متقارن و نامتقارن، این مقاله از بلاگ کافه ارز به بررسی مفاهیم و تفاوت‌های این سیستم‌های رمزنگاری اختصاص دارد. اگر شما هم در این زمینه کنجکاو هستید، تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

نگاه اجمالی به مفهوم رمزنگاری

قبل از بررسی تفاوت‌های رمزنگاری متقارن و نامتقارن، بهتر است با یک نگاه اجمالی به مفهوم رمزنگاری شروع کنیم تا با دیدی بیشتر به مطالب در ادامه بپردازیم. رمزنگاری به سادگی یک روش برای ویرایش اطلاعات است که در آن، اطلاعات به گونه‌ای ویرایش می‌شوند که تنها افراد مجاز قادر به درک آن‌ها هستند.

در فنی‌ترین معنای رمزنگاری، متن ساده به یک متن رمزی تبدیل می‌شود؛ به طوری که این داده‌های قابل خواندن به گونه‌ای تغییر می‌کنند که در ظاهر غیرقابل فهم و تصادفی به نظر برسند. البته برای انجام این کار، الگوریتم‌های رمزنگاری نیاز به یک کلید رمزنگاری (KEY) دارند.

کلیدهای رمزنگاری در واقع مجموعه‌ای از مقادیر ریاضی هستند که به صورت همزمان برای فرستنده و گیرنده داده رمزنگاری شده، آشنا هستند. اصلی‌ترین تفاوت بین رمزنگاری متقارن و نامتقارن در استفاده از کلیدهای رمزنگاری است. در الگوریتم رمزنگاری متقارن، یک کلید برای اجرای توابع رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌شود، اما در الگوریتم نامتقارن، با دو کلید مواجه هستیم؛ یک کلید برای رمزگذاری داده‌ها و کلید دیگر برای رمزگشایی آن‌ها. در ادامه با انواع مختلف رمزنگاری آشنا خواهیم شد پس با ما همراه باشید.

الگوریتم رمزنگاری متقارن (Symmetic Encryption)

یکی از الگوریتم‌های رمزنگاری متداول، رمزنگاری متقارن است که از یک کلید واحد برای رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها استفاده می‌کند. این الگوریتم، قدیمی‌ترین و معروف‌ترین روش رمزگذاری است که همچنان در حوزه رمزنگاری استفاده می‌شود. کلید مخفی مورد استفاده می‌تواند یک کلمه، یک شماره یا حتی یک رشته باشد که توسط یک تولید کننده عدد تصادفی امن ایجاد شده است. با استفاده از این الگوریتم، داده‌ها با توجه به قوانین مشخصی تغییر می‌کنند و طرفینی که داده‌ها را به صورت رمزنگاری شده مبادله می‌کنند، باید کلید را نیز به همراه داده‌ها مبادله کنند تا بتوانند اطلاعات را رمزگذاری و رمزگشایی کنند.

در صورتی که کلید مخفی برای رمزگشایی داده رمزنگاری شده در اختیار نداشته باشید، با متنی نامفهوم و غیرقابل فهم مواجه خواهید شد. الگوریتم رمزنگاری متقارن از چهار مؤلفه تشکیل شده است که به شرح زیر است:

• متن ساده (Plain Text): متن ساده، پیام اصلی و قابل فهم است که نیاز به رمزگذاری دارد تا توسط افراد غیرمجاز دسترسی به آن نداشته باشند.
• کلید (Key): کلید برای رمزگشایی پیام استفاده می‌شود و اطلاعات مربوط به سوئیچ‌ها و تعویض‌های رخ داده در پیام اصلی را برای گیرنده قابل فهم می‌کند.
• متن رمزنگاری شده (Cipher Text): پس از انجام فرآیند رمزگذاری، داده مورد نظر به صورت متن رمزنگاری شده آماده ارسال می‌شود.
• الگوریتم‌های رمزنگاری: الگوریتم‌های رمزنگاری در واقع فرمول‌های ریاضی هستند که برای تبدیل داده‌های ساده به متن رمزنگاری شده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

باید به این نکته توجه داشت که الگوریتم رمزنگاری متقارن، در مقایسه با رمزنگاری نامتقارن، دارای قدمت بیشتری است. با این حال، الگوریتم رمزنگاری متقارن به دلیل سرعت بالایی که دارد، همچنان به عنوان یکی از الگوریتم‌های کارآمد در حوزه رمزنگاری شناخته می‌شود. برعکس رمزنگاری نامتقارن، در این الگوریتم به دلیل مشکلات عملکردی، مشکلات اندازه داده و استفاده از پردازنده‌های سنگین، شبکه‌ها ممکن است با ضررهای قابل توجهی مواجه شوند.

آشنایی با رمزنگاری نامقارن (Asymmetric Encryption)

رمزنگاری نامتقارن یا رمزنگاری کلید عمومی، به عنوان یک نسخه پیشرفته‌تر از رمزنگاری متقارن شناخته می‌شود. این روش رمزنگاری به دلیل ماهیت خاص خود، به عنوان یکی از روش‌های امنیتی مورد توجه فناوری بلاک‌چین قرار گرفته و در ارتقای سطح امنیت شبکه‌ها و تراکنش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این الگوریتم جدید رمزنگاری در سال ۱۹۷۷ میلادی توسط دو محقق به نام‌های مارتین هلمن (Martin Hellman) و ویتفیلد دیفی (Whitfield Diffie) در مقاله‌ای با عنوان “سویه‌های جدید در رمزنگاری” معرفی شد. برخی کارشناسان در کیفپولمن معتقدند که سابقه این روش رمزنگاری به زمانی دورتر، وقتی فردی به نام جیمز الیس (James Ellis) ایده چنین رمزنگاری را در دفتر مقر ارتباطی در سازمان اطلاعات و امنیت انگلیس مطرح کرده بود، بازمی‌گردد. ما در رمزنگاری نامتقارن با یک جفت کلید مواجه هستیم که از این کلیدها تحت عنوان کلید عمومی (Public Key) و کلید خصوصی (Private Key) یاد می‌شود؛ در واقع در میان این کلیدها نوعی رابطه ریاضی وجود دارد که آن‌ها را در قالب یک جفت مرتبط به هم تعریف می‌کند. برای این که راحت‌تر با نحوه عملکرد این کلیدها ارتباط برقرار نمایید، به این مثال توجه کنید: تصور نمایید که شما دارای یک صندوقچه خاص هستید که این صندوقچه به دلیل محتویات آن بسیار برای شما مهم است و به همین دلیل یک قفل ویژه برای آن در نظر گرفته‌اید.

ویژگی ویژه این قفل در این است که برای باز و بسته شدن نیاز به دو کلید دارد. مکانیزم عملکردی این کلیدها نیز این قفل را جذاب تر می‌کند؛ به طوری که اگر از کلید شماره ۱ برای قفل کردن صندوقچه استفاده کرده باشید، این صندوقچه فقط با استفاده از کلید شماره ۲ باز می‌شود و برعکس، اگر از کلید شماره ۲ برای قفل کردن صندوقچه استفاده کرده باشید، فقط با استفاده از کلید شماره ۱ می‌توانید این صندوقچه را باز کنید.

ویژگی ویژه کلیدهای شماره 1 و 2 در مثال قفل صندوقچه، دقیقا همان کاربردی است که در الگوریتم رمزنگاری نامتقارن با کلیدهای عمومی و خصوصی وجود دارد. این مکانیزم ویژه رمزنگاری، که برای پردازش نیاز به انرژی و زمان زیادی دارد، دقیقا همان چیزی است که در تکنولوژی نوظهور بلاک‌چین، به طور کلی با آن مواجه هستیم.

تفاوت رمزنگاری نامتقارن با فناوری بلاکچین

بسیاری از تریدرها و سرمایه‌گذاران اعتقاد دارند که الگوریتم رمزنگاری نامتقارن همزمان با ظهور فناوری بلاکچین ایجاد شده است، اما واقعیت این است که سابقه چنین الگوریتم‌هایی به سال‌های پیش از ظهور دنیای کریپتوکارنسی بازمی‌گردد. با این حال، با ظهور بلاکچین و ارزهای دیجیتال، استفاده از الگوریتم رمزنگاری نامتقارن و کلیدهای عمومی و خصوصی به شدت مورد توجه قرار گرفته است.

اکثر رمزارزها امروزه از این الگوریتم‌ها برای ایمن‌سازی تراکنش‌ها و انتقال دارایی‌های دیجیتال استفاده می‌کنند. در این فناوری، کلید عمومی به عنوان آدرس حساب رمزارزی عمل می‌کند و تمام اعضای شبکه می‌توانند آن را مشاهده کنند. تریدرها همچنین می‌توانند کلید عمومی خود را با دیگران به اشتراک بگذارند تا بتوانند دارایی دیجیتال را دریافت کنند.

احتمالا با مطالعه مطالب فوق، به نوعی تفاوت‌های بین رمزنگاری متقارن و نامتقارن آشنا شده‌اید و فکر می‌کنید که تفاوت اصلی این الگوریتم‌های رمزنگاری در تعداد کلیدهای رمزنگاری است. به طوری که الگوریتم رمزنگاری متقارن از یک کلید استفاده می‌کند، در حالی که در رمزنگاری نامتقارن با دو کلید (عمومی و خصوصی) آشنا هستیم. اما این موضوع تنها یک جنبه از تفاوت‌های این دو الگوریتم نیست و در واقع رمزنگاری متقارن و نامتقارن از جهات متعددی با یکدیگر تفاوت دارند. در ادامه به بررسی تفصیلی این تفاوت‌ها پرداخته می‌شود.

تفاوت بین الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن و نامتقارن در طول کلیدها نیز وجود دارد. طول کلیدها بر اساس بیت اندازه‌گیری مشخص می‌شود و این موضوع به طور مستقیم با سطح امنیت الگوریتم رمزنگاری مرتبط است. در رمزنگاری متقارن، کلیدها به صورت کاملا تصادفی انتخاب شده و طول آن‌ها به تناسب امنیت مورد نیاز، معمولاً در حدود 128 یا 256 بیت است. اما در رمزنگاری نامتقارن، کلیدهای عمومی و خصوصی با یک رابطه ریاضیاتی مرتبط هستند و برای جلوگیری از حملات و نفوذ هکرها، طول کلیدهای رمزنگاری نامتقارن بیشتر است؛ به همین دلیل، معمولاً از کلیدهای 2048 بیتی در رمزنگاری نامتقارن استفاده می‌شود.

مزایا و معایب ؛ اصلی ترین تفاوت رمزنگاری متقارن و نامتقارن

هر یک از دو نوع الگوریتم رمزنگاری متقارن و نامتقارن دارای مزایا و معایب خاص خود می‌باشند که این موضوع باعث تفاوت آن‌ها شده است. الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن عموماً با سرعت بیشتری عمل می‌کنند و به دلیل نیاز کمتر به توان محاسباتی، این ویژگی را دارا می‌باشند. اما در رمزنگاری متقارن، با استفاده از یک کلید واحد برای رمزگذاری و رمزگشایی، در صورت دسترسی هر شخصی به این کلید، امنیت اطلاعات ما تهدید خواهد شد.

در حالی که در رمزنگاری نامتقارن با استفاده از کلید عمومی برای رمزگذاری و کلید خصوصی برای رمزگشایی، این مشکل امنیتی برطرف می‌شود. با این حال، رمزنگاری نامتقارن نیز دارای نقاط ضعف قابل توجهی است و با توجه به طول بلندتر کلیدهای استفاده شده در این الگوریتم رمزنگاری، نیاز به توان محاسباتی بالا دارد و به همین دلیل کندی بیشتری دارد.

تفاوت در کاربردها

هر یک از الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن و نامتقارن دارای ویژگی‌های خاصی هستند که کاربردهای متنوعی در دنیای امروز دارند. الگوریتم رمزنگاری متقارن به دلیل سرعت بالای خود، در بسیاری از سیستم‌های رایانه‌ای مدرن برای محافظت از اطلاعات مهم و محرمانه به کار می‌رود. یکی از مثال‌های بارز این کاربرد، استفاده از استاندارد رمزنگاری AES توسط دولت ایالات متحده آمریکا برای رمزنگاری اطلاعات است.

در طرف دیگر، رمزنگاری نامتقارن برای سیستم‌هایی که تعداد قابل توجهی کاربر باید پیام‌ها یا اطلاعات را رمزگذاری و رمزگشایی کنند، مفید است. یکی از نمونه‌های بارز این کاربرد، رمزنگاری ایمیل با استفاده از کلید عمومی برای رمزگذاری و کلید خصوصی برای رمزگشایی است.

بنابراین، با توجه به ویژگی‌های خاص هر یک از این الگوریتم‌های رمزنگاری، می‌توان از آن‌ها در بسیاری از حوزه‌های مختلف امنیتی و رمزنگاری بهره برد.

امروزه، الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن و نامتقارن نقش کلیدی در حفظ اطلاعات مهم و ارتباطات امن در دنیای دیجیتالی ایفا می‌کنند. این الگوریتم‌ها، با ویژگی‌های خاص خود، هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

الگوریتم رمزنگاری متقارن با سرعت بالای خود در بسیاری از سیستم‌های رایانه‌ای مدرن برای محافظت از اطلاعات مهم و محرمانه به کار می‌رود. به عنوان مثال، استاندارد رمزنگاری AES توسط دولت ایالات متحده آمریکا برای رمزنگاری اطلاعات استفاده می‌شود.

از طرف دیگر، رمزنگاری نامتقارن برای سیستم‌هایی که تعداد زیادی کاربر باید پیام‌ها یا اطلاعات را رمزگذاری و رمزگشایی کنند، مفید است. به عنوان مثال، رمزنگاری ایمیل با استفاده از کلید عمومی برای رمزگذاری و کلید خصوصی برای رمزگشایی استفاده می‌شود.

به هر حال، برای دستیابی به دید بازتر و اعتماد بهتر در دنیای کریپتوکارنسی، بهتر است که به بررسی عمیق ترمینولوژی و اصطلاحات مربوط به آن بپردازید. با این کار، می‌توانید بهتر درک کنید که هر الگوریتم یا تکنولوژی در دنیای کریپتوکارنسی چه کاربردی دارد و بهترین راهکار برای حفظ امنیت و اطمینان در سرمایه‌گذاری در این حوزه چیست.