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 أيضًا على نطاق واسع لفك الشفرات الكلاسيكية. إن فهم كيفية تأثير ترددات الحروف على تشغيل اللغة الإنجليزية يساعدنا على فهم تعقيد وسحر التشفير بشكل أكبر.
في أي لغة مكتوبة، تظهر أحرف معينة ومجموعات من الحروف بترددات متفاوتة.
على سبيل المثال، في النص الإنجليزي، الحروف E، T، A، وO هي الحروف الأكثر شيوعًا، في حين أن الحروف Z، Q، X، وJ نادرة نسبيًا. لا تنطبق هذه الخاصية على الحروف المفردة فحسب، بل تنطبق أيضًا على أزواج الحروف (أي مجموعة من حرفين). على سبيل المثال، تعد TH وER وON وAN أكثر مجموعات الحروف المكونة من حرفين شيوعًا.
يمكن أن يساعد تحليل تكرار الأحرف في النص المشفر في فك الشفرة.
إن فهم توزيع الحروف أمر بالغ الأهمية لكل من التشفير وفك التشفير. توفر شفرات الاستبدال البسيطة، حيث يتم استبدال كل حرف بحرف آخر في الشيفرة، أساسًا جيدًا لتحليل تردد الحروف. على سبيل المثال، إذا ظهر الحرف X كثيرًا في النص المشفر، فقد يشير هذا إلى أنه يمثل الحرف الأكثر شيوعًا E. ولكن هذا ليس دقيقا دائما. مع ظهور ترددات الحروف الأخرى، يحتاج المحلل إلى إجراء العديد من التخمينات والتعديلات، حيث يظهر الحرفان T وA أيضًا بشكل متكرر في اللغة الإنجليزية.
إن الخاصية الأساسية لتكرار الحروف هي أنها متسقة بشكل ملحوظ عبر النصوص والسياقات. في سياق النص الإنجليزي المعروف، يمكن لتحليل التردد أن يكشف عن أنماط مهمة، باستخدام الإحصائيات لتحليل مدى تكرار حدوث مجموعات الحروف. يمكن استخدام هذه الميزات لفك تشفير النص المشفر، وحتى بالنسبة لطرق التشفير المعقدة، لا يزال تحليل تردد الحروف قادرًا على توفير رؤى قيمة.
لنفترض أن جهاز فك التشفير، إيف، اعترض نصًا مشفرًا تم تحديده لاستخدام شفرة الاستبدال البسيطة. يمكن لحواء فك شفرتها عن طريق تحليل تردد الحروف. على سبيل المثال، وجد أن الحرف I هو الحرف الأكثر حدوثًا وأن الحرف XL هو مزيج الحروف الأكثر حدوثًا. بناءً على إحصائيات اللغة الإنجليزية، يمكن لـ Eve أن تفترض بشكل معقول أن X يتوافق مع T، و L يتوافق مع H، و I يمثل E.
من خلال الإحصائيات والتعرف على الأنماط، يكون المُفكك قادرًا على إنشاء النص العادي الصحيح تدريجيًا.
اقترح عالم الرياضيات العربي الكندي مفهوم تحليل تردد الحروف لأول مرة في القرن التاسع. وبمرور الوقت، تم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع في ثقافات ولغات مختلفة. وفي عصر النهضة، أضافت الأدبيات والتكنولوجيا ذات الصلة مزيدًا من العمق والاتساع لهذا المجال.
على مر التاريخ، ابتكر كاسرو الشفرات وخبراء التشفير طرقًا مختلفة لتعزيز أمان شفرات الاستبدال الشائعة التي تم تصميمها لمواجهة تهديد تحليل تردد الحروف. وتؤدي هذه التدابير، بما في ذلك استخدام أبجديات متعددة واستبدالات مختلطة في القاموس، إلى جعل فك التشفير أكثر تعقيداً، ولكنه يؤدي أيضاً إلى زيادة خطر الأخطاء.
في العصر الرقمي، أدى تحليل تردد الحروف إلى تغيير وجه التشفير بطرق جديدة تمامًا.
يظهر مفهوم تحليل تردد الحروف أيضًا بشكل متكرر في الروايات والأعمال الأدبية، مما يمنح القراء اهتمامًا أعمق بالتشفير. إن رواية The Gold Bug لإدوارد آلان بو ورواية The Adventures of the Dancing Man لأرثر كونان دويل كلاهما أمثلة أدبية رائعة توضح قوة هذه التقنية.
باختصار، تحليل تردد الحروف ليس مجرد أداة لكشف الأسرار، بل هو أيضًا فن يجمع بين اللغة والإحصاءات. كيف سنستخدم هذه التقنية لمواجهة تحديات التشفير الأكثر تعقيدًا في المستقبل؟