تُعرف عملية تحويل البيانات من نموذج إلى نموذج آخر باسم التشفير. يتم استخدامه لتحويل البيانات بحيث يمكن دعم البيانات واستخدامها بواسطة أنظمة مختلفة. يعمل التشفير بشكل مشابه لتحويل درجة الحرارة من درجة مئوية إلى فهرنهايت، حيث يتم تحويله في شكل آخر، لكن القيمة الأصلية تظل كما هي دائمًا. يستخدم التشفير بشكل رئيسي في مجالين:
ملاحظة: يختلف التشفير عن التشفير حيث أن الغرض الرئيسي منه ليس إخفاء البيانات بل تحويلها إلى تنسيق بحيث يمكن استهلاكها بشكل صحيح.
في هذا الموضوع، سنناقش الأنواع المختلفة لتقنيات التشفير المستخدمة في الحوسبة.
نوع تقنية التشفير
ترميز الأحرف
يقوم ترميز الأحرف بتشفير الأحرف إلى بايت . فهو يعلم أجهزة الكمبيوتر كيفية تفسير الصفر والواحد إلى أحرف وأرقام ورموز حقيقية. يفهم الكمبيوتر البيانات الثنائية فقط؛ ومن ثم يلزم تحويل هذه الأحرف إلى رموز رقمية. ولتحقيق ذلك، يتم تحويل كل حرف إلى رمز ثنائي، ولهذا يتم حفظ المستندات النصية بأنواع الترميز. ويمكن القيام بذلك عن طريق ربط الأرقام بالأحرف. إذا لم نطبق ترميز الأحرف، فلن يعرض موقعنا الأحرف والنص بالتنسيق الصحيح. ومن ثم، فإنه سيقلل من سهولة القراءة، ولن يتمكن الجهاز من معالجة البيانات بشكل صحيح. علاوة على ذلك، يضمن ترميز الأحرف أن كل حرف له تمثيل مناسب في الكمبيوتر أو التنسيق الثنائي.
هناك أنواع مختلفة من تقنيات ترميز الأحرف، وهي مذكورة أدناه:
ترميز HTML
يتم استخدام ترميز HTML لعرض صفحة HTML بتنسيق مناسب. من خلال التشفير، يتعرف متصفح الويب على مجموعة الأحرف التي سيتم استخدامها.
في HTML، هناك العديد من الأحرف المستخدمة في HTML Markup مثل . لتشفير هذه الأحرف كمحتوى، نحتاج إلى استخدام التشفير.
ترميز URL
يتم استخدام ترميز URL (محدد موقع الموارد الموحد). تحويل الأحرف بتنسيق يمكن نقله عبر الإنترنت . ومن المعروف أيضًا باسم ترميز النسبة المئوية. يتم تنفيذ تشفير URL لإرسال عنوان URL إلى الإنترنت باستخدام مجموعة أحرف ASCII. يتم استبدال الأحرف غير ASCII بـ %، متبوعة بالأرقام السداسية العشرية.
ترميز يونيكود
Unicode هو معيار ترميز لمجموعة أحرف عالمية. فهو يسمح بترميز وتمثيل ومعالجة النص الممثل بمعظم اللغات أو أنظمة الكتابة المتوفرة في جميع أنحاء العالم. يوفر نقطة رمز أو رقمًا لكل حرف في كل لغة مدعومة. يمكن أن يمثل تقريبًا جميع الأحرف الممكنة بجميع اللغات. يُعرف تسلسل معين من البتات بوحدة التشفير.
يمكن لمعيار UNICODE استخدام 8 أو 16 أو 32 بت لتمثيل الأحرف.
يحدد معيار Unicode تنسيق تحويل Unicode (UTF) لتشفير نقاط الرمز.
يحتوي معيار ترميز UNICODE على أنظمة UTF التالية:
يتم تعريف UTF8 بواسطة معيار UNICODE، وهو ترميز أحرف متغير العرض يستخدم في الاتصالات الإلكترونية. UTF-8 قادر على تشفير جميع نقاط رمز الأحرف الصالحة البالغ عددها 1,112,064 في Unicode باستخدام وحدة إلى أربع وحدات رمز ذات بايت واحد (8 بت).
يمثل ترميز UTF16 نقاط ترميز الحرف باستخدام أحد الأعداد الصحيحة ذات 16 بت.
يمثل ترميز UTF32 كل نقطة رمز كأعداد صحيحة 32 بت.
ترميز Base64
يتم استخدام ترميز Base64 لتشفير البيانات الثنائية إلى أحرف ASCII مكافئة. يتم استخدام ترميز Base64 في نظام البريد لأن أنظمة البريد مثل SMTP لا يمكنها العمل مع البيانات الثنائية لأنها تقبل بيانات ASCII النصية فقط. يتم استخدامه أيضًا في مصادقة HTTP البسيطة لتشفير بيانات الاعتماد. علاوة على ذلك، يتم استخدامه أيضًا لنقل البيانات الثنائية إلى ملفات تعريف الارتباط والمعلمات الأخرى لجعل البيانات غير قابلة للقراءة لمنع التلاعب بها. إذا تم نقل صورة أو ملف آخر بدون تشفير Base64، فسوف تتلف لأن نظام البريد غير قادر على التعامل مع البيانات الثنائية.
يمثل Base64 البيانات في كتل مكونة من 3 بايت، حيث تحتوي كل بايت على 8 بتات؛ وبالتالي فهو يمثل 24 بت. يتم تقسيم هذه البتات الـ 24 إلى أربع مجموعات مكونة من 6 بتات. يتم تحويل كل من هذه المجموعات أو القطع إلى قيمة Base64 المكافئة.
ترميز ASCII
الكود القياسي الأمريكي لتبادل المعلومات (ASCII) هو نوع من ترميز الأحرف. كان أول معيار لترميز الأحرف تم إصداره في عام 1963.
يتم استخدام رمز ASCII لتمثيل الأحرف الإنجليزية كأرقام، حيث يتم تعيين كل حرف برقم من 0 إلى 127. تعتمد معظم أنظمة ترميز الأحرف الحديثة على ASCII، على الرغم من أنها تدعم العديد من الأحرف الإضافية. إنه ترميز بايت واحد فقط باستخدام البتات السبعة السفلية. في ملف ASCII، يتم تمثيل كل حرف أبجدي أو رقمي أو خاص برقم ثنائي مكون من 7 بت. كل حرف في لوحة المفاتيح له قيمة ASCII مكافئة.
ترميز الصور والصوت والفيديو
يتم تنفيذ ترميز الصور والصوت والفيديو لتوفير مساحة التخزين. يتم تشفير ملف الوسائط مثل الصورة والصوت والفيديو لحفظها بتنسيق أكثر كفاءة وضغطًا.
تحتوي هذه الملفات المشفرة على نفس المحتوى بجودة مماثلة عادة، ولكن بحجم مضغوط، بحيث يمكن حفظها في مساحة أقل، أو يمكن نقلها بسهولة عبر البريد، أو يمكن تنزيلها على النظام.
يمكننا أن نفهم ذلك على أنه. يتم تحويل ملف الصوت WAV إلى ملف بتنسيق MP3 لتقليل الحجم بمقدار 1/10ذإلى حجمه الأصلي.