فن التشفير الغامض: كيف اكتشف العلماء العرب أسرار الشفرات في القرن التاسع؟

<ص> في العالم العربي في القرن التاسع، وبينما كان العلم والفن في ازدياد، كان عالم موسوعي يدعى الكندي أول من أسس مجال التشفير الجديد. قام بتأليف مخطوطة فك رموز الرسائل المشفرة، وهو العمل الذي مثل بداية علم التشفير الحديث، وخاصة في إعادة تشكيل تحليل الشفرات. ولم يقتصر عمل الكندي على تلخيص المعرفة الموجودة فحسب، بل قدم أيضًا مفهوم تحليل التردد، وهي تقنية لا تزال تستخدم حتى اليوم لفك الشفرات الكلاسيكية.

تحليل التردد هو طريقة لفهم وفك تشفير الرسائل المشفرة من خلال دراسة عدد مرات ظهور الحروف أو مجموعات الحروف في النص المشفر.

<ص> يعتمد أساس تحليل التردد على أن تكرار ظهور أحرف معينة أو مجموعات أحرف في كل لغة يظهر انتظامًا معينًا. على سبيل المثال، في اللغة الإنجليزية، الحروف E، T، A، وO هي الأكثر شيوعًا، في حين أن الحروف Z، Q، X، وJ هي نادرة نسبيًا. لذلك، يستطيع خبراء التشفير استنتاج أحرف النص العادي المقابلة من خلال حساب تكرار ظهور الأحرف في النص المشفر. وفي زمن الكندي، كانت هذه التقنية وسيلة فعالة لفك تشفير الرسائل المشفرة، وخاصة في شفرات الاستبدال البسيطة.

تطبيق تحليل التردد في تشفير الاستبدال البسيط

<ص> في تشفير الاستبدال البسيط، يتم استبدال كل حرف من النص العادي بحرف آخر، ويكون هذا الاستبدال متسقًا لكل حرف. على سبيل المثال، إذا تم تغيير جميع حروف E إلى حروف X، فإن حروف X التي تظهر بشكل متكرر في النص المشفر قد تمثل حروف E. بشكل عام، يحتاج خبراء التشفير أولاً إلى حساب تكرار الحروف في النص المشفر ثم تعيينها بناءً على حروف النص العادي المخمنة. بشكل عام، يظهر الحرف X أكثر من الحروف الأخرى، مما يشير إلى أنه قد يتوافق مع الحرف e في النص العادي، ومن غير المرجح أن يكون الحرفين الأقل شيوعًا Z أو Q.

يمكن كسر تشفير الاستبدال البسيط باستخدام تحليل التردد، حيث تكشف مجموعات الحروف الشائعة عن بنية التشفير.

<ص> قد يأخذ التحليل الأعمق أيضًا في الاعتبار تكرار أزواج الحروف (الحروف الثنائية) والمجموعات المكونة من ثلاثة أحرف (الترجمات الصوتية). على سبيل المثال، في اللغة الإنجليزية، غالبًا ما يظهر الحرفان Q وU معًا، على الرغم من أن ظهور الحرف Q بمفرده أمر نادر. وقد أدت هذه الخصائص المتشابهة إلى مزيد من الأدلة والتكهنات ضمن تحليل الكندي للترددات في ذلك الوقت.

تحليل حالة محددة

<ص> لنفترض أن محللًا يُدعى إيف اعترض نصًا مشفرًا ويعرف أن النص المشفر مشفر باستخدام شفرة الاستبدال البسيطة. تمكنت إيف من التعرف بسهولة على أن الحرف I هو الأكثر شيوعًا، وأن XL هو التركيبة الأكثر شيوعًا من الحروف، وأن XLI هو التركيبة الأكثر شيوعًا المكونة من ثلاثة أحرف عن طريق حساب ترددات الحروف في النص المشفر. وهذا يشير بقوة إلى أن X يتوافق مع الحرف t، و L يتوافق مع الحرف h، و I يتوافق مع الحرف e.

بالاعتماد فقط على تكرار ظهور الحروف، تمكنت إيف من استنتاج المحتوى المخفي في النص المشفر بأكمله تدريجيًا.

<ص> ومع استمرار التكهنات، يمكن لحواء أن تحصل على المزيد من الكلمات. على سبيل المثال، "Rtate" يمكن أن تكون "state"، وهو ما يقودها إلى استنتاج أن R يتوافق مع الحرف s. ومن خلال تجميع القطع معًا بهذه الطريقة، قد تتمكن في النهاية من فك شفرة النص المشفر بأكمله والحصول على جوهر النص. لا تتطلب هذه العملية المهارة فحسب، بل تتطلب أيضًا الصبر والبصيرة الثاقبة.

التاريخ والتطبيقات

<ص> "مخطوطة فك تشفير الرسائل المشفرة" هي أول وثيقة معروفة حول تحليل التردد، والتي أثارت حماسًا بحثيًا واسع النطاق في المجتمع العلمي في ذلك الوقت. وبمرور الوقت، انتشرت هذه التكنولوجيا بسرعة إلى أوروبا، وبحلول عصر النهضة، تم تشكيل إطار نظري كامل ودليل عملي. في عام 1474، كتب تشيكو سيمونيتا الإيطالي دليلاً عن فك التشفير اللاتيني والإيطالي، والذي قدم أساسًا نظريًا لعلماء التشفير في وقت لاحق.

على مدى القرون التالية، تأثرت عدد لا يحصى من تقنيات التشفير بتحليل التردد، والذي أصبح أداة مهمة في التشفير.

<ص> ومع ذلك، مع تطور تكنولوجيا التشفير، بدأ خبراء التشفير في تطوير بدائل أكثر تعقيدًا، مثل استبدال المتجانسات الصوتية والاستبدال المتعدد الحروف. وعلى الرغم من أن هذه التقنيات تعزز أمان التشفير، إلا أنها تجعل عملية فك التشفير أكثر صعوبة. علاوة على ذلك، كانت آلات الدوار في أوائل القرن العشرين مثل آلة إنجما مقاومة بشكل شبه كامل للتصدع باستخدام تحليل التردد، وكان فك تشفير تقنيات التشفير المعقدة هذه يتطلب تقنيات تحليل أكثر تقدمًا وشاملاً.

<ص> في الوقت الحاضر، مع التطور السريع لتكنولوجيا الكمبيوتر، أصبحت عملية تحليل التردد أكثر كفاءة، ويمكن لأجهزة الكمبيوتر إكمال العمليات التي كانت تتطلب في السابق قدرًا كبيرًا من القوى العاملة في بضع ثوانٍ. وهذا يجعل التشفير الكلاسيكي عديم الفائدة تقريبًا لحماية البيانات الحديثة. ومع ذلك، فإن مبدأ تحليل التردد لا يزال يوفر الإلهام للجيل الجديد من تكنولوجيا التشفير، مما يعزز التقدم والتطوير في مجال التشفير.

<ص> فهل غيّر هذا الابتكار الذي قدمه العلماء العرب فهمنا وتطبيقنا للتشفير حقاً؟ هل يعني هذا أن الحكمة القديمة لا تزال قادرة على إثبات متانتها وفعاليتها المذهلة في مواجهة تحديات التكنولوجيا الحديثة؟

Trending Knowledge

الحقيقة المدهشة حول ترددات الحروف: ما هي الحروف الأكثر شيوعًا في اللغة الإنجليزية؟
في تقاطع اللغويات والتشفير، يعد تحليل تردد الحروف تقنية مذهلة تكشف عن مدى تكرار ظهور أحرف معينة أو مجموعات من الحروف في نص معين. لا تعد هذه التقنية أساسية في الاستخدام الطبيعي للغة فحسب، بل تُستخدم أي
الرياضيات في الكود: لماذا يعد تحليل التردد مهمًا جدًا لكسر الكود
<ص> في عالم أمن المعلومات، لعبت التشفير دائمًا دورًا حيويًا، كما تتطور تقنية كسر كلمات المرور باستمرار. تحليل الترددات، هذه التقنية القديمة والقوية، ليست مجرد تطبيق للرياضيات، بل إنها تكشف أيض

Responses