نظرة عامة شاملة حول تعمية بمفتاح عام

التعمية بمفتاح عام أو التعمية بمفتاح عمومي (بالإنجليزية: Public-key cryptography) وتُسمَّى أيضاً التعمية غير المتناظرة (بالإنجليزية: asymmetric cryptography) هي ضرب من أنظمة التعمية يستعمل زوجين من المفاتيح المرتبطة رياضياً، يُسمَّى أحدها المفتاح العام، والآخر المفتاح الخاص. تُولَّد أزواج المفاتيح باستعمال خوازرميات تعموية تُسمَّى دوال توليد المفاتيح، وتكون مبنية باستعمال دوال رياضية وحيدة الاتجاه.

في نظام التعمية بالمفتاح العام يملك كل طرف زوجين من المفاتيح يُستعملان في التعمية وفكها: مفتاح عامٌ وآخر خاص. يُشارك المفتاح العام سائر الأطراف عبر الشبكة، أما المفتاح الخاص فيكون سرياً لا يُرسل عبر الشبكة أبداً. يمكن لأي طرف أن يُعمِّي رسائل البيانات باستعمال مفتاحه العام، منتجاً نصوصاً مُعمَّاة لا يستطيع فك تعميتها وقراءة أصولها إلا من يملك الزوج الآخر: المفتاح الخاص. يُمكن مثلاً لصحيفة تملك زوجين من المفاتيح: عام وخاص، أن تَنشُر على موقعها مفتاحها العام، ما يسمح للمصادر التي تتعامل معها باستعمال المفتاح لتعمية الرسائل المرسلة للصحيفة. لا يستطيع أحد أن يفك تعمية الرسائل المعماة إلا باستعمال المفتاح الخاص الذي تملكه الصحيفة وحدها، وهذا يعني أن الوحيدة القادرة على فك تعمية الرسائل وقراءتها.

أما في أنظمة التوقيع الرقمي، قيمكن لمُرسِل البيانات أن يستعمل مفتاح الخاص لتوقيع الرسائل. يمكن لأيّ كان أن يستعمل الزوج الآخر من المفاتيح، أي المفتاح العام، للتحقق من أن أصالة التوقيع وهوية المرسل، فلا يُمكن لأي طرف توليد هذا التوقيع إلا لو كان يملك الزوج الأول من المفاتيح: الخاص. يمكن لمطوري البرمجيات مثلاً أن يُولِّدوا زوجين من المفاتيح: عام وخاص، ثم يُرفقوا المفتاح العام مع برمجياتهم، ويقرنوا تحديثها بشرط التأكد من أصالة مصدرها: أي أن تكون موقعة بالمفتاح الخاص الذي يملكه مطور البرمجيات وحده.

خوارزميات المفاتيح العامة هي عناصر رئيسة لأمن أنظمة التعمية وما تشمله من تطبيقات وبروتوكولات تؤمن سرية الاتصالات الرقمية والبيانات المخزنة وتصادق على هويات الأطراف التي تتشاركها وتحجب عنها إمكانية إنكار وصولها للموارد، لو كان الوصول قد حصل فعلاً. تدعم هذه الخوارميات معايير الإنترنت مثل

بروتوكول طبقة المقابس الآمنة (TLS) وبروتوكول النقل الآمن (SSH). تؤمن بعض من هذه الخوارزميات أيضاً آليات لتوزيع المفاتيح مثل طريقة ديفي وهيلمان لتبادل المفاتيح، وتؤمن بعضها خدمة التوقيع الرقمي، مثل خوارزمية التوقيع الرقمي ويؤمن بعضها الآلية والخدمة معاً مثل خوارزمية آر إس إيه (RSA).