قناة آمنة

في علم التشفير ، تُعرَّف القناة الآمنة بأنها وسيلة لنقل البيانات مقاومة للتنصت والتلاعب. أما القناة السرية فهي وسيلة لنقل البيانات مقاومة للتنصت (مثل قراءة المحتوى)، ولكنها ليست بالضرورة مقاومة للتلاعب (أي تغيير المحتوى). بينما تُعرَّف القناة الموثوقة بأنها وسيلة لنقل البيانات مقاومة للتلاعب، ولكنها ليست بالضرورة مقاومة للتنصت.

على عكس القناة الآمنة، فإن القناة غير الآمنة غير مشفرة، وقد تكون عرضة للتنصت والتلاعب. ويمكن تأمين الاتصالات عبر قناة غير آمنة إذا تم تشفير المحتوى المراد إرساله قبل إرساله.

لا توجد قنوات آمنة تمامًا في العالم الحقيقي. في أحسن الأحوال، لا توجد سوى طرق لجعل القنوات غير الآمنة (مثل السعاة، والحمام الزاجل ، والحقائب الدبلوماسية ، وما إلى ذلك) أقل عرضة للخطر: الأقفال (بين معصم السعاة والحقيبة)، واختبارات الولاء ، والتحقيقات الأمنية، وحمل السلاح على أفراد السعاة، والحصانة الدبلوماسية للحقائب الدبلوماسية، وما إلى ذلك.

في عام ١٩٧٦، اقترح باحثان تقنية لتبادل المفاتيح (سُميت لاحقًا باسمهما) تُعرف باسم تبادل مفاتيح ديفي-هيلمان (DH). يسمح هذا البروتوكول لطرفين بإنشاء مفتاح لا يعرفه سواهما، بافتراض أن مسألة رياضية معينة (مثل مسألة ديفي-هيلمان في اقتراحهما) غير قابلة للحل حسابيًا (أي بالغة الصعوبة)، وأن الطرفين يمتلكان قناة اتصال موثوقة. ^{[ ١ ]} باختصار، لن يتمكن أي متنصت - يُطلق عليه عادةً اسم "إيف" - والذي يستطيع الاستماع إلى جميع الرسائل المتبادلة بين الطرفين، ولكنه لا يستطيع تعديلها، من معرفة المفتاح المتبادل. كان تبادل المفاتيح هذا مستحيلاً باستخدام أي من أنظمة التشفير المعروفة سابقًا والقائمة على التشفير المتناظر ، لأن هذه الأنظمة تتطلب تبادل مفتاح سري بين الطرفين في وقت سابق، وبالتالي فهي تتطلب قناة اتصال سرية في ذلك الوقت، وهو ما نسعى إلى بنائه.

معظم تقنيات التشفير قابلة للاختراق بسهولة إذا لم يتم تبادل المفاتيح بشكل آمن، أو إذا تم تبادلها بالفعل، ولكن تم الكشف عن هذه المفاتيح بطريقة أخرى (كالسطو أو الابتزاز، على سبيل المثال). لن تكون هناك حاجة إلى قناة آمنة فعليًا إذا أمكن استخدام قناة غير آمنة لتبادل المفاتيح بشكل آمن، ولم يتم اللجوء إلى السطو أو الرشوة أو التهديد. تكمن المشكلة الأزلية - ولا تزال قائمة حتى مع بروتوكولات تبادل المفاتيح الحديثة - في كيفية معرفة متى عملت القناة غير الآمنة بشكل آمن (أو، والأهم من ذلك، متى لم تعمل)، وما إذا كان أي شخص قد تعرض للرشوة أو التهديد أو فقد ببساطة دفتر ملاحظات (أو جهاز كمبيوتر محمول) يحتوي على معلومات أساسية. هذه مشاكل معقدة في الواقع العملي، ولا توجد حلول معروفة لها، بل حلول مؤقتة وحلول بديلة .

اقترح الباحثون تقنية التشفير الكمومي وأثبتوا جدواها لإنشاء قناة آمنة. تُنشئ تقنية توزيع المفاتيح الكمومية (QKD) قنوات آمنة قابلة للإثبات رياضياً، ولكن بسبب تشويش الإشارة، يصعب إعادة إنتاج هذه التقنية حالياً، مما يحد من استخدامها في تطبيقات ذات أغراض خاصة جداً. من أشهر البروتوكولات المستخدمة في هذا المجال بروتوكولا BB84 وE91. ^{[ 2 ]}

على الرغم من أن تطبيقات الخوارزميات التشفيرية الكلاسيكية قد حظيت باهتمام عالمي على مر السنين، إلا أنه لم يتم إجراء سوى قدر محدود من الأبحاث العامة لتقييم أمان التطبيقات الحالية لأنظمة التشفير الكمومية، ويرجع ذلك في الغالب إلى أنها ليست مستخدمة على نطاق واسع اعتبارًا من عام 2014.

تحاول تعريفات الأمان للقناة الآمنة نمذجة خصائصها بمعزل عن تطبيقها العملي. يُعدّ فهم هذه الخصائص جيدًا ضروريًا قبل تصميم قناة آمنة، وقبل تقييم مدى ملاءمتها للاستخدام في بروتوكول تشفير. هذا موضوع يتعلق بالأمان القابل للإثبات . ويُعتبر تعريف القناة الآمنة التي تظل آمنة حتى عند استخدامها في بروتوكولات تشفير مختلفة لبنة أساسية في التشفير القابل للتركيب عالميًا .

يمكن إنشاء قناة مصادقة قابلة للتكوين عالميًا باستخدام التوقيعات الرقمية وبنية المفتاح العام . ^{[ 3 ]}

من المعروف أن القنوات السرية القابلة للتركيب عالميًا موجودة في ظل افتراضات الصعوبة الحسابية القائمة على التشفير الهجين وبنية المفتاح العام . ^{[ 4 ]}

• قناة التشفير
• التشفير الهجين
• اتصال آمن