علم التشفير أو التعمية هو علم كتابة الأكواد وشفرات الاتصال الآمن وهو واحد من أهم العناصر التي تدخل في صناعة البلوكشين و العملات الرقمية الحديثة. إن تقنيات التشفير المستخدمة اليوم هي نتيجة لتاريخ طويل للغاية من التطور. منذ العصور القديمة استخدم الناس التشفير لنقل المعلومات بطريقة آمنة. فيما يلي التاريخ الرائع الخاص بعلم التشفير الذي أدى إلى الطرق المتقدمة والمتطورة المستخدمة في التشفير الرقمي الحديث.
الجذور القديمة للتشفير
من المعروف أن تقنيات التشفير البدائية موجودة في العصور القديمة ويبدو أن معظم الحضارات المبكرة قد استخدمت التشفير إلى حد ما مثل استبدال الرمز وهو الشكل الأساسي للتشفير في كل من الكتابات المصرية القديمة وبلاد ما بين النهرين. تم العثور على أقدم مثال معروف لهذا النوع من التشفير في قبر النبيل المصري الذي يدعى خنومهتب الثاني والذي عاش منذ حوالي 3900 سنة.
لم يكن الغرض من استبدال الرمز في نقش خنومهتب الثاني إخفاء المعلومات ولكن كان لتعزيز جاذبيتها اللغوية. أقدم مثال معروف للتشفير المستخدم لحماية المعلومات الحساسة حدث منذ حوالي 3500 عام عندما إستخدم كاتب من بلاد ما بين النهرين التشفير لإخفاء صيغة لتزجيج الفخار والتي كانت تستخدم على أقراص الطين.
في فترات لاحقة من العصور القديمة استخدم التشفير على نطاق واسع لحماية المعلومات العسكرية المهمة وهو غرض لا يزال يخدم حتى يومنا هذا. في مدينة سبارتا في دولة اليونان تم تشفير الرسائل من خلال كتابتها على الرق فوق أسطوانة ذات حجم معين، مما يجعل الرسالة غير قابلة للتفكيك حتى يتم لفها حول اسطوانة مشابهة من قبل المستلم. وبالمثل، من المعروف أن الجواسيس في الهند القديمة استخدموا الرسائل المشفرة في وقت مبكر من القرن الثاني قبل الميلاد.
ربما تم إستخدام التشفير الأكثر تقدما في العالم القديم من قبل الرومان. أحد الأمثلة البارزة على التشفير الروماني المعروف باسم تشفير قيصر حيث ينطوي على تحويل الحروف لرسالة مشفرة بواسطة عدد معين من الأماكن أسفل الأبجدية اللاتينية. عند معرفة هذا النظام وعدد الأماكن لتغيير الحروف، يمكن للمستلم أن يفك شفرة الرسالة و اذا فشل في لن تصبح الرسالة قابلة للقراءة او الفهم.
التطورات في العصور الوسطى وعصر النهضة
خلال العصور الوسطى أصبح للتشفير أهمية متزايدة لكن شفرة الإستبدال و التي تعد طريقة قيصر مثال منها ظلت هي المعيار في التشفير.
بدأ علم تحليل الشفرات و هو العلم الذي يتم من خلاله فك الشفرات و حلها في اللحاق بالعلوم البدائية التي لا تزال بدائية نسبياً في التشفير. الكيندي و هو عالم رياضيات عربي معروف قام بتطوير تقنية تعرف باسم تحليل التردد حوالي 800 ميلادي والتي جعلت شفرة الإستبدال عرضة لفك التشفير. لأول مرة تمكن الأشخاص الذين يحاولون فك رموز الرسائل المشفرة من الوصول إلى طريقة منهجية للقيام بذلك مما جعل من الضروري أن يتقدم التشفير إلى أبعد من ذلك حتى يظل مفيدًا.
في عام 1465، طور ليون ألبيرتي شفرة متعددة الأبجدية والتي تعتبر الحل ضد تقنية تحليلات التردد الكيندي. في الشفرة متعددة الأبجدية يتم ترميز رسالة باستخدام اثنين من الحروف الهجائية المميزة. الأول هو الأبجدية التي تكتب بها الرسالة الأصلية بينما الثانية هي أبجدية مختلفة تمامًا تظهر فيها الرسالة بعد تشفيرها. جنبا إلى جنب مع شفرة الإستبدال التقليدية زادت الشفرات إلى حد كبير من أمن المعلومات المشفرة. وما لم يكن القارئ يعرف الأبجدية التي كتبت بها الرسالة في الأصل، فلن يكون لدى أسلوب تحليل التردد الخاص بكيندي أي فائدة.
كما تم تطوير أساليب جديدة لتشفير المعلومات في فترة عصر النهضة، بما في ذلك طريقة مبكرة شائعة للترميز الثنائي اخترعها العالم المشهور السير فرانسيس بيكون في عام 1623.
التقدم أكثر في القرون الحديثة
استمر علم التشفير في التقدم تدريجياً على مر القرون. في سبعينيات القرن التاسع عشر وصف توماس جيفرسون حدثا كبيرا في التشفير على الرغم من أنه ربما لم يبن أبداً. تألف اختراعه المعروف باسم عجلة التشفير من 36 حلقة من الحروف على عجلات متحركة يمكن استخدامها لتحقيق تشفير معقد. لقد كان هذا المفهوم متقدمًا إلى حدٍ كبير حيث كان بمثابة أساسًا للتشفير العسكري الأمريكي حتى وقت متأخر من الحرب العالمية الثانية.
كما شهدت الحرب العالمية الثانية المثال المثالي للتعمية التناظرية المعروفة باسم آلة إنيجما. وكما هو الحال في شفرة العجلة استخدم هذا الجهاز الذي تستخدمه قوى المحور عجلات دوارة لترميز الرسالة مما جعل من المستحيل عمليا القراءة بدون لغز آخر.لكن في نهاية الأمر تم استخدام تقنية الكمبيوتر المبكرة للمساعدة في كسر شفرة إنيجما ولا يزال يعتبر فك رموز رسائل إنيجما الناجحة عنصرا حاسما في انتصار الحلفاء في نهاية المطاف.
التشفير في عصر الكمبيوتر
مع انتشار الحواسيب أصبح التشفير أكثر تقدما بكثير مما كان عليه في الحقبة التناظرية. تشفير رياضي 128 بت أقوى بكثير من أي تشفير قديم أو من القرون الوسطى وأصبح الآن معيارًا للعديد من الأجهزة الحساسة وأنظمة الكمبيوتر. بداية من عام 1990 كان علماء الكومبيوتر يطورون شكلاً جديدًا تمامًا من التشفير ، يطلق عليه علم الترميز الكمي ، وهو يأمل في رفع مستوى الحماية الذي يوفره التشفير الحديث مرة أخرى.
في الآونة الأخيرة تم استخدام تقنيات التشفير أيضا لجعل إنشاء العملات الرقمية شيئا ممكنا حيث تستفيد العملات الرقمية من تقنيات التشفير المتطورة بما في ذلك دالة الهاش و تشفير المفتاح العام والتوقيعات الرقمية. وتستخدم هذه التقنيات في المقام الأول لضمان أمن البيانات المخزنة على البلوكشين و المصادقة على المعاملات. شكل متخصص من التشفير و المعروف المعروف باسم خوارزمية Elliptical Curve Digital Signature أو (ECDSA) يدعم بيتكوين وأنظمة التشفير الأخرى كوسيلة لتوفير أمن إضافي وضمان أن الأموال يمكن استخدامها فقط من قبل أصحابها الشرعيين.
لقد عبر التشفير شوطا طويلا في الـ 4000 سنة الماضية وليس من المرجح أن يتوقف عن التقدم في أي وقت قريب. طالما تتطلب البيانات الحساسة الحماية، سيستمر التشفير في التقدم. على الرغم من أن أنظمة التشفير المستخدمة في بلوكشين العملات الرقمية اليوم تمثل بعض الأشكال الأكثر تقدمًا من هذا العلم، إلا أنها أيضًا جزء من تقليد يمتد عبر الكثير من تاريخ البشرية.