Keccak

متقدم

Keccak (وتنطق "كيتشاك") عبارة عن دالة تشفير متعددة الاستخدامات صممها "غويدو بيرتوني" و"جوان دايمن" و"مايكل بيترز" و"جيل فان أسش". على الرغم من إمكانية استخدام Keccak لأغراض أخرى، فإنها تُعرف باسم دالة التجزئة التي توفر مستويات متزايدة من الأمان عند مقارنتها بخوارزميات التجزئة القديمة، مثل SHA-1 و SHA-2.

وتعني SHA خوارزمية التجزئة الآمنة، وتشير إلى مجموعة من دوال التجزئة المشفرة التي نشرها المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (NIST). تم تصميم كل من SHA-1 و SHA-2 من قِبل وكالة الأمن القومي الأمريكية (NSA)، وعلى هذا النحو، يقدمان هيكلًا مشابهًا. على الرغم من أن Keccak تدعم نفس حجم الإخراج (أطوال التجزئة) مثل SHA-2، إلا أن آلية عملها مختلفة تمامًا. ومع ذلك، فإن Keccak لا تزال جزءًا من عائلة SHA وغالبًا ما يُشار إليها باسم SHA-3.

تم تنفيذ الهجمات النظرية على SHA-1 في عام 2004 وتم إتاحتها للجمهور في عام 2005. وبعد ذلك بعامين، في عام 2011، تم الإعلان عن SHA-2 من قِبل المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا كدالة تجزئة قياسية جديدة مطلوب استخدامها. ومع ذلك، كان الانتقال من استخدام SHA-1 إلى SHA-2 بطيئًا للغاية، وفي آخر الأمر لم يتم اعتماد استخدام SHA-2 من جانب نسبة كبيرة من المطورين وعلماء الكمبيوتر إلا في أوائل عام 2017. بعد فترة وجيزة، أعلنت Google عن هجوم تصادم SHA-1 ناجح في فبراير 2017. ومنذ ذلك الحين، لم تعد دالة SHA-1 آمنة، ولا يُنصح باستخدامها.
بدأ تطوير دالة Keccak ‏(SHA-3) حوالي عام 2007 بعد إعلان المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا عن إجراء مسابقة عامة وعملية تدقيق، بحثًا عن دالة تشفير جديدة يمكنها التغلب على العيوب المحتملة في دالة SHA-1 و SHA-2 السابقتين.

على الرغم من عدم إثبات وقوع أي هجوم كبير على دالة SHA-2 حتى الآن، فمن المتوقع أن يتم اختراق دوال التجزئة بمرور الوقت، كما أن إعداد دالة قياسية جديدة يستغرق سنوات. ومع وضع ذلك الأمر في الاعتبار، إلى جانب الهجمات الناجحة التي تم تنفيذها ضد دالة SHA-1 في عامي 2004 و2005، أدرك المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا الحاجة الملحة إلى إنشاء خوارزمية تجزئة مشفرة جديدة. في عام 2012، أعلن المعهد أن دالة Keccak هي الخوارزمية الفائزة في المسابقة، وتم توحيدها كأحدث عضو في عائلة SHA (ومن هنا حملت اسم SHA-3). 

يرجع أحد أسباب اختيار Keccak من قِبل المعهد إلى هيكلها المبتكر، والذي أثبت أنه أكثر أمانًا وكفاءة من الخوارزميات الأخرى. فمن الناحية الفنية، تعتمد خوارزمية SHA-3 على ما يسمى بوظائف الإسفنج (أو البنية الإسفنجية) - على عكس بنية Merkle Damgård المستخدمة من قِبل SHA-1 و SHA-2.

في الوقت الحالي، لا تزال دالة SHA-2 آمنة، وتُستخدم على نطاق واسع. على سبيل المثال، يتم استخدام SHA-256 (فهرس تجزئة 256) من قبل البيتكوين و العملات الرقمية الأخرى، وهي تلعب دورًا حاسمًا في عملية التعدين. قد نشهد زيادة في اعتماد دالة SHA-3 واستخدامها في المستقبل، حيث يبدو أنها بعيدة عن التعرض للهجوم بنجاح. ومع ذلك، سنرى المزيد من خوارزميات التجزئة المشفرة يتم تطويرها على مدار السنوات القادمة مع تقدم مجال التشفير واكتشاف عيوب جديدة.