التجزئة

ما هي التجزئة (Hash)؟

التجزئة هي ناتج خوارزمية تجزئة، تُنتج نصاً فريداً وثابت الطول لتشفير مجموعة معينة من البيانات العشوائية وتأمينها. تُعد خوارزميات التجزئة أساس جميع حلول الأمن السيبراني. فبفضل التجزئة، يمكن تشفير البيانات من أي حجم بسرعة وتحويلها إلى سلسلة تجزئة واحدة ثابتة الطول.

تُعد دوال التجزئة أساسية في تقنية البلوكتشين لأنها تُتيح معالجة البيانات وإدخالها إلى دفتر الأستاذ الموزع بأمان وسرعة. كما تُعد التجزئة عنصراً بالغ الأهمية لمستكشفات الكتل (block explorers) لأنها تستخرج بسرعة معلومات حول المعاملات والعناوين. وبما أنه لا يمكن استرجاع أي معلومات أصلية دون مفتاح تجزئة، تُعتبر عملية تجزئة البيانات من أكثر إجراءات نقل البيانات أماناً.

التعمق في مفهوم التجزئة

اخترع هانز بيتر لون (Hans Peter Luhn) التجزئة وخوارزمية التجزئة عام 1950. فقد بدأ العمل على نظام يمكنه تصفية النصوص والأرقام بسرعة، وهكذا وُلدت التجزئة. ورغم عدم وجود العديد من التطبيقات المعقدة لهذا الاكتشاف في ذلك الوقت، إلا أنه أصبح لاحقاً حجر الزاوية في الحوسبة عالية الأداء.

كان هانز بيتر لون مبتكراً سابقاً لعصره بكثير، إلا أن اختراعاته تُستخدم اليوم في جميع البرمجيات تقريباً. ورغم أن مصطلح "التجزئة" لم يُعرَّف رسمياً حتى نشر هربرت هيلرمان لكتابه "مبادئ نظام الحاسوب الرقمي"، إلا أن هانز بيتر لون يُعتبر على نطاق واسع مُبتكر هذه التقنية.

هناك أنواع متعددة من دوال التجزئة، يركز كل منها على جانب معين من خوارزمية التجزئة. على سبيل المثال، تجزئة فيبوناتشي (Fibonacci hashing) هي خوارزمية تجزئة شهيرة تستخدم مضاعفات رقم فيبوناتشي. كما تُعد تجزئة زوبريست (Zobrist hashing) وعدة تركيبات من خوارزميتَي فيبوناتشي وزوبريست من الأنواع الأخرى للتجزئة.

آلية عمل دوال التجزئة

تأخذ دوال التجزئة عادةً مدخلات ذات طول متغير وتُعيد مخرجات ثابتة الطول. تجمع دالة التجزئة التشفيرية بين قدرات دالة التجزئة في تمرير الرسائل وخصائص الأمان. وتُستخدم دوال التجزئة على نطاق واسع في أنظمة قواعد البيانات ضمن أنظمة الحوسبة لأنشطة مثل التحقق من سلامة الرسائل والتحقق من صحة المعلومات.

وهي ليست قابلة لفك التشفير بسهولة، وتُعتبر "ضعيفة" من الناحية التشفيرية لأنه يمكن حلها في زمن متعدد الحدود. وتعزز دوال التجزئة التشفيرية دوال التجزئة التقليدية بخصائص أمنية، مما يجعل من الصعب تحديد محتوى الرسالة أو المعلومات المتعلقة بالمستلمين والمرسلين.

وتتميز دوال التجزئة التشفيرية، على وجه الخصوص، بالخصائص الثلاث التالية:

• ليس بها "تصادمات". أي أنه لا يجوز لمدخلَين مختلفين أن يُنتجا نفس مخرج التجزئة.

• إنها غير قابلة للكشف. يجب أن يجعل مخرج دالة التجزئة من الصعب توقع قيمة المُدخل.

• يجب أن تكون مناسبة للألغاز. من ناحية أخرى، يجب أن يكون من الصعب اختيار مُدخل بنتيجة محددة مسبقاً. ونتيجة لذلك، يجب أن يُستمد المُدخل من أوسع توزيع ممكن.