رمزنگاری متقارن و نامتقارن چیست؟ مقایسه دو الگوریتم متفاوت در کریپتوگرافی

رمزنگاری یا کریپتوگرافی یکی از اصولی‌ترین و مهم‌ترین مباحث در امنیت اطلاعات است. این مفهوم در تاریخ به عنوان یکی از راه‌حل‌های ارتباط محرمانه استفاده شده است. امروزه کریپتوگرافی برای محافظت از حریم خصوصی و امنیت اطلاعات شخصی در برابر دسترسی‌های غیرمجاز استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای علم رمزنگاری، کریپتوکارنسی است که توسط این مفهوم، امنیت و ناشناسی کاربران تامین می‌شود. در این مقاله به بررسی رمزنگاری متقارن و نامتقارن و مزایا و معایب هر کدام می‌پردازیم. همچنین تفاوت‌های بین رمزنگاری متقارن و نامتقارن بررسی و کاربرد هر کدام عنوان می‌شود.

رمزنگاری متقارن چیست؟

رمزنگاری متقارن یکی از روش‌های کریپتوگرافی است که در آن از یک کلید مشترک بین فرستنده و گیرنده برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام استفاده می‌شود. در این نوع الگوریتم، پیام ابتدا به صورت دنباله‌ای از بیت‌ها در می‌آید و سپس با استفاده از الگوریتم کریپتوگرافی، با استفاده از کلید مشترک، تبدیل به دنباله‌ای از بیت‌های رمزنگاری شده می‌شود.

در این روش، از الگوریتم‌های پیچیده‌ای مانند AES، DES، ۳DES و غیره برای کریپتوگرافی داده‌ها استفاده می‌شود. این الگوریتم‌ها دارای پیچیدگی‌های ریاضی قوی هستند و به همین دلیل به عنوان سخت‌ترین الگوریتم‌های کریپتوگرافی شناخته می‌شوند. همچنین از نظر سرعت عملیاتی، الگوریتم‌های آن بسیار سریعند و برای اجرای انواع برنامه‌ها مناسب هستند. علاوه بر این در اموری که نیاز به امنیت و سرعت بالا دارند، مانند ارتباطات بانکی و انتقال اطلاعات در شبکه‌های کامپیوتری، این به عنوان یکی از بهترین روش‌های رمزگذاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

رمزنگاری نامتقارن چیست؟

رمزنگاری نامتقارن یا رمزگذاری کلید عمومی، یک روش کریپتوگرافی است که در آن از دو کلید متفاوت برای ایجاد رمز و رمزگشایی استفاده می‌شود. یکی از آن‌ها به عنوان کلید عمومی شناخته می‌شود و در دسترس عموم است، در حالی که کلید دیگر به عنوان کلید خصوصی شناخته می‌شود و تنها توسط صاحب آن استفاده می‌شود. در این روش کلید عمومی برای ایجاد رمز استفاده می‌شود و کلید خصوصی برای رمزگشایی. برای این منظور، ابتدا مالک کلید خصوصی باید کلید خود را تولید کند و کلید عمومی مربوط به آن را به دیگران اعلام کند.

این روش برای استفاده در ارتباطات امنیتی مناسب است، به خصوص در ارسال پیام‌های محرمانه از طریق اینترنت. از مزایایش می‌توان به این نکته اشاره کرد که کلید عمومی می‌تواند در سراسر شبکه ارتباطات عمومی منتشر شود و افراد می‌توانند از آن برای ایجاد پیام‌های محرمانه و خصوصی استفاده کنند، بدون اینکه نیاز به ارسال کلید از طریق شبکه داشته باشند. همچنین این روش برای برقراری ارتباط با چندین شخص به طور همزمان، به خصوص در برنامه‌های کاربردی سازمانی کارآمد است.

با این حال، نکته‌ای که باید مورد توجه قرار گیرد این است که در این روش، کلید خصوصی به عنوان تنها کلید برای رمزگشایی محرمانه پیام‌ها استفاده می‌شود. اگر این کلید در اختیار کس دیگری قرار گیرد، آن شخص به سادگی می‌تواند پیام‌ها را رمزگشایی کند و امنیت شبکه کریپتوگرافی شده از بین می‌رود. بنابراین محافظت از کلید خصوصی بسیار مهم است و باید در محلی ایمن نگهداری شود. علاوه بر این باید اطمینان حاصل شود که کلید برای کس دیگری قابل دسترسی نیست و به درستی اجرا شده است.

کاربردهای رمزنگاری متقارن و نامتقارن

کاربردهای رمزنگاری متقارن و نامتقارن متنوع هستند و در بسیاری از صنایع و حوزه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر به برخی از کاربردهای این دو نوع کریپتوگرافی اشاره می‌کنیم:

کاربردهای Symmetric Encryption: این روش برای ایجاد امنیت در ارتباطات شبکه‌های اینترنتی و بانکی به کار می‌رود. همچنین در ارز دیجیتال Zcash نیز از این روش استفاده می‌شود.

کاربردهای Asymmetric Encryption: این روش کریپتوگرافی در بسیاری از برنامه‌های کاربردی از جمله پرداخت‌های آنلاین، احراز هویت الکترونیکی و امن‌کردن فایل‌ها و داده‌های حساس استفاده می‌شود. همچنین در حوزه‌ی ارتباطات نظامی و دفاعی نیز از این روش برای امنیت اطلاعات استفاده می‌شود.
علاوه بر این بیشتر ارزهای دیجیتال از رمزنگاری نامتقارن استفاده می‌کنند. به عنوان مثال بیتکوین از الگوریتم نامتقارن SHA-256 برای ایجاد امضای دیجیتال استفاده می‌کند. به طور کلی هر یک از این روش‌های کریپتوگرافی در بسترهای مختلفی که نیاز به امنیت داده‌ها وجود دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایا و معایب رمزنگاری متقارن و نامتقارن

رمزنگاری متقارن و نامتقارن هر کدام مزایا و معایب خود را دارند که در ادامه توضیح داده می‌شوند:

مزایای رمزنگاری متقارن

• سرعت بالا: این روش، ایجاد رمز با سرعت بیشتری نسبت به نوع نامتقارن انجام می‌شود.
• امنیت پایین: در این روش کلید خصوصی و عمومی یکی هستند؛ بنابراین امنیت شبکه پایین‌تر از نوع نامتقارن است.

معایب رمزنگاری متقارن

• پیچیدگی بالاتر: این روش برای پیاده‌سازی امور پیچیده‌ استفاده می‌شود، به خصوص در مواردی که از یک کلید خصوصی برای رمزگشایی پیام‌های متعدد استفاده می‌شود.
• محدودیت در ارسال کلید: برای استفاده از این نوع، کلید خصوصی باید به صورت محرمانه به گیرنده انتقال داده شود. این محدودیتی است که ممکن است در برخی از موارد از کارآمدی این روش جلوگیری کند.

مزایای رمزنگاری نامتقارن

• سادگی: این نوع برای پیاده‌سازی امور ساده‌تر استفاده می‌شود.
• قابل استفاده در شبکه‌های عمومی: در این روش کلید عمومی به سادگی در دسترس است و نیازی به محرمانه بودن آن نیست.
• امنیت بالا: در این روش کلید عمومی و خصوصی متفاوت هستند. در واقع نوع نامتقارن برای افزایش امنیت از دو کلید استفاده می‌کند.

معایب رمزنگاری نامتقارن

• محاسبات پیچیده‌: به خاطر وجود دو کلید در این پروتکل، شبکه از پیچیدگی بیشتری برخوردار است.
• سرعت کمتر: به دلیل پیچیدگی بیشتر در رمزگذاری و رمزگشایی، رمزنگاری نامتقارن معمولاً با سرعت کمتری عمل می‌کند.

لازم به ذکر است که این جدول فقط به صورت خلاصه مزایا، معایب و کاربردهای رمزنگاری متقارن و نامتقارن را مقایسه کرده و تصمیم‌گیری در مورد استفاده از هر یک با توجه به نیازهای خاص صورت می‌گیرد.

لازم به ذکر است که این جداول فقط به صورت خلاصه مزایا، معایب و کاربردهای رمزنگاری متقارن و نامتقارن را مقایسه کرده و تصمیم‌گیری در مورد استفاده از هر یک با توجه به نیازهای خاص صورت می‌گیرد.

رمزنگاری متقارن و نامتقارن، کدام بهتر است؟

هر دو این روش‌ها برای محافظت از اطلاعات حساس و محرمانه بسیار موثر هستند، اما با توجه به ویژگی‌های خود، در شرایط مختلفی به کار می‌روند. روش متقارن از سرعت و کارایی بالاتری نسبت به نوع نامتقارن برخوردار است، اما دسترسی غیرمجاز به کلید رمزگذاری شده در این روش ساده‌تر است. در مقابل رمزنگاری نامتقارن با کلید رمزگذاری و رمزگشایی متفاوت، امنیت بیشتری برای اطلاعات فراهم می‌کند. در نهایت سازمان‌ها و پروژه‌های مختلف کریپتوکارنسی بر اساس نیاز می‌توانند از این دو نوع کریپتوگرافی استفاده کنند. بنابراین از نظر کارایی هیچ یک بر دیگری برتری ندارد.