يلعب المفتاح العام في العملات الرقمية دور مهم للغاية فهو يشبه بطاقة التعريف الآمنة لمستخدم المحفظة الرقمية، من خلاله يمكن استقبال العملات والتأكد من صحة المعاملات، بدون الحاجة للكشف عن أي معلومات سرية، في هذا المقال، نشرح ببساطة كيف يعمل المفتاح العام، استخداماته، وأهم الأمور التي يجب معرفتها للحفاظ على أمان أموالك الرقمية.

ما هو المفتاح العام في العملات الرقمية Public key؟

المفتاح العام Public key في العملات الرقمية هو قيمة رقمية مشفرة يتم إنشاؤها باستخدام تقنيات علم التشفير، ويُستخدم كجزء أساسي من نظام الأمان في شبكات البلوكشين. 

يمكن اعتبار المفتاح العام بمثابة عنوان أو هوية رقمية تسمح للآخرين بإرسال العملات الرقمية إليك أو التحقق من صحة المعاملات، بدون الكشف عن أي معلومات حساسة.

يتم توليد المفتاح العام من خلال برامج و خوارزميات تشفير متقدمة، وغالبًا ما يكون مرتبط بمفتاح آخر أكثر أهمية يُعرف باسم المفتاح الخاص. 

بينما يمكن مشاركة المفتاح العام في العلن دون أي مخاطر، يظل المفتاح الخاص سري ولا يجب الإفصاح عنه مطلقًا، لأنه المسؤول عن التحكم الفعلي في الأصول الرقمية.

أصل وتاريخ المفتاح العام للعملات الرقمية 

يعود أصل مفهوم المفتاح العام إلى ما قبل ظهور العملات الرقمية بسنوات طويلة، وتحديدًا إلى مجال علم التشفير، ففي عام 1976، قدم كل من ويتفيلد ديفي (Whitfield Diffie) ومارتن هيلمان (Martin Hellman) ورقة بحثية شهيرة بعنوان New Directions in Cryptography، والتي شكلت نقطة تحول في عالم أمن المعلومات.

قبل هذا الاكتشاف، كانت جميع أنظمة التشفير تعتمد على التشفير المتماثل، حيث يستخدم الطرفان نفس المفتاح للتشفير وفك التشفير، وهو ما كان يمثل خطر أمني كبير عند تبادل المفاتيح عبر الشبكات. 

وقد جاءت فكرة التشفير غير المتماثل لتقدم حل جذري، من خلال استخدام زوج من المفاتيح: مفتاح عام يمكن مشاركته مع الجميع، ومفتاح خاص يبقى سري عند صاحبه فقط.

مع تطور الإنترنت والتجارة الإلكترونية، أصبح المفتاح العام عنصر أساسي في تأمين الاتصالات الرقمية، مثل بروتوكولات SSL/TLS المستخدمة في مواقع HTTPS، ولكن الاستخدام الأبرز والأكثر تطورًا ظهر لاحقًا مع العملات الرقمية وتقنية البلوكشين.

عند إطلاق البيتكوين عام 2009 على يد ساتوشي ناكاموتو، تم توظيف تقنيات التشفير بالمفتاح العام بشكل عملي وواسع النطاق، ففي نظام البيتكوين والعملات الرقمية يُشتق المفتاح العام من المفتاح الخاص، ويُستخدم لإنشاء عناوين المحافظ الرقمية والتحقق من التوقيعات الرقمية، مما يسمح بإثبات ملكية العملات وتنفيذ المعاملات بدون الحاجة إلى طرف ثالث.

وبمرور الوقت، أصبحت خوارزميات مثل ECDSA (التوقيع الرقمي باستخدام المنحنيات الإهليلجية) حجر الأساس لأمن العملات الرقمية الحديثة، نظرًا لقوتها وكفاءتها العالية مقارنة بالخوارزميات الأقدم.

مثال على مفتاح عام

المفتاح العام في العملات الرقمية عنصر أساسي لإثبات الملكية وتنفيذ المعاملات بشكل آمن، يتم إنشاء المفتاح العام رياضيًا من المفتاح الخاص باستخدام خوارزمية التشفير بالمنحنيات الإهليلجية المعروفة باسم Elliptic Curve Digital Signature Algorithm، وتحديدًا على المنحنى secp256k1.

مثال على مفتاح عام للبيتكوين:

0479BE667EF9DCBBAC55A06295CE870B07029BFCDB2DCE28D959F2815B16F81798

483ADA7726A3C4655DA4FBFC0E1108A8FD17B448A68554199C47D08FFB10D4B8

يتكوّن هذا المفتاح العام من:

• البادئة 04: وتشير إلى أن المفتاح غير مضغوط
• إحداثيات X وY: عبارة عن نقطتان رياضيتان على المنحنى الإهليجي، تمثلان ناتج عملية اشتقاق المفتاح من المفتاح الخاص

لا يتم استخدام المفتاح العام مباشرة لإرسال البيتكوين بل يتم تجزئته (Hashing) باستخدام خوارزميات مثل SHA-256 و RIPEMD-160، والناتج النهائي هو عنوان البيتكوين الذي يشاركه المستخدم لاستقبال العملات

ولا يمكن استنتاج المفتاح الخاص من المفتاح العام، حتى باستخدام قدرات حوسبة عالية، يمكن نشر المفتاح العام علنًا دون تعريض المحفظة لأي خطر، كما يُستخدم المفتاح العام للتحقق من التوقيعات الرقمية التي تُثبت أن صاحب المفتاح الخاص هو من وقّع المعاملة بالفعل، وبالتالي فهو آمن.

طريقة عمل المفتاح العام واستخداماته

يعتمد التشفير بالمفتاح العام في العملات الرقمية على خوارزميات رياضية متقدمة يتم تنفيذها عبر برامج أو أجهزة متخصصة، ويُستخدم هذا التشفير لحماية البيانات وتحويلها من صيغة قابلة للقراءة إلى صيغة مشفرة، ثم إعادتها إلى نصها الأصلي عند الحاجة.

المفتاح التشفيري هو سلسلة من الأرقام والحروف تُدمج مع البيانات لتُنتج نص مشفر (Ciphertext)، ويمكن استخدام المفتاح نفسه لفك التشفير أو استخدام مفاتيح مختلفة لكل خطوة، حيث يُعرف الزوج في هذه الحالة بـ المفتاح العام والمفتاح الخاص.

خطوات استخدام التشفير بالمفتاح العام

تتم عملية إرسال واستقبال البيانات عبر التشفير غير المتماثل (أي باستخدام المفتاح العام والمفتاح الخاص) عبر خمس خطوات رئيسية:

1. توليد المفاتيح، إذ يقوم كل مستخدم بإنشاء مفتاح عام ومفتاح خاص.
2. تبادل المفاتيح العامة بين المرسل والمستلم.
3. يقوم المرسل بتشفير البيانات باستخدام المفتاح العام للمستلم.
4. إرسال البيانات المشفرة إلى المستلم عبر الشبكة.
5. فك التشفير من خلال المستلم إذ يستخدم مفتاحه الخاص لفك تشفير الرسالة واسترجاع النص الأصلي.

أهمية المفتاح العام في العملات الرقمية 

يلعب المفتاح العام في العملات الرقمية دور رئيسي في حماية البيانات والمعاملات الرقمية، حيث يُستخدم لتشفير الرسائل أو المعاملات، بينما يقوم المفتاح الخاص، الذي يملكه المستلم فقط، بفك التشفير واسترجاع المعلومات الأصلية.

أيضًا تُستخدم المفاتيح العامة في إنشاء التوقيعات الرقمية والتحقق من صحتها أثناء إرسال المعلومات الرقمية الآمنة، ففي حين يقوم المفتاح الخاص بإنشاء التوقيع الرقمي، يعمل المفتاح العام على التحقق من صحته، مما يضمن التأكد من هوية المرسل.

علاوة على ذلك، يضمن استخدام المفتاح العام في العملات الرقمية أن الرسائل أو المعاملات لم يتم التلاعب بها أثناء الإرسال، وبالتالي يحافظ على سلامة البيانات وسريتها، ويمنع أي طرف ثالث غير مصرح له من الوصول إلى محتوى المعاملات أو تغييرها.

ما الفرق بين المفتاح العام والمفتاح الخاص في العملات الرقمية؟

يعتمد الأمان على زوج من المفاتيح: المفتاح العام والمفتاح الخاص، وكل منهما له دور محدد وواضح:

1. المفتاح الخاص (Private Key): هو المفتاح السري الذي يمتلكه المستخدم فقط، يُستخدم للتحكم الكامل في العملات الرقمية الموجودة في المحفظة، أي لتوقيع وإرسال المعاملات، ويجب عدم مشاركته مع أي شخص، لأنه من يملك المفتاح الخاص يمكنه الوصول إلى جميع الأموال والتحكم فيها.
2. المفتاح العام (Public Key): هو المفتاح الذي يُمكن مشاركته علنًا مع الآخرين، يُستخدم لتشفير الرسائل أو التحقق من صحة التوقيعات الرقمية التي تمت باستخدام المفتاح الخاص، ولا يمكن من خلاله الوصول إلى الأموال أو التحكم فيها، بل يضمن فقط أمان المعاملات والتحقق من هوية المرسل.
   

طريقة استخراج المفتاح العام في العملات الرقمية

الآن سنتعرف على طريقة استخراج المفتاح العام في العملات الرقمية خطوة بخطوة:

• يتم إنشاء المفتاح العام تلقائيًا عند فتح محفظة جديدة، بدون الحاجة لتدخل المستخدم.
• تبدأ العملية بإنشاء المفتاح الخاص، وهو رقم سري وفريد لكل مستخدم، ثم تُطبق معادلات رياضية دقيقة لاشتقاق المفتاح العام المرتبط به مباشرة.
• يمكن مشاركة المفتاح العام بأمان مع الآخرين، بينما يظل المفتاح الخاص محمي وسري، مما يضمن التحقق من صحة المعاملات ومن هوية المرسل.
• لا يحتاج المستخدم لمعرفة التفاصيل التقنية، إذ تقوم المحافظ الرقمية ومنصات البلوكشين بتنفيذ جميع العمليات تلقائيًا في الخلفية.
• بعد توليده، يُستخدم المفتاح العام لإنشاء عنوان المحفظة الرقمية لاستقبال العملات، وأيضًا للتحقق من التوقيعات الرقمية لضمان سلامة وأمان المعاملات.

مخاطر استخدام المفتاح العام في العملات الرقمية

على الرغم من أن المفتاح العام في العملات الرقمية يوفر أمان قوي بالمقارنة بالتشفير التقليدي، إلا أن هناك بعض المخاطر التي يجب الانتباه إليها:

1. إذا تم استخدام خوارزمية ضعيفة أو مفتاح قصير جدًا، فإن ذلك يشكل خطر أمني كبير، ولضمان حماية المعاملات الرقمية من الهجمات الإلكترونية، يجب أن تكون المفاتيح العامة طويلة وعشوائية بدرجة كافية.
2. يجب توزيع المفاتيح العامة بشكل صحيح وتحديثها بصفة مستمرة للحد من السرقة أو محاولات الاختراق، ففي بعض التطبيقات مثل SSL/TLS، يتم إنشاء مفاتيح جلسة جديدة لكل اتصال لضمان عدم استغلال المفاتيح القديمة من قبل الجهات الخبيثة.
3. في حال ضياع المفتاح الخاص، يصبح المستلم المصرح له عاجزًا عن الوصول إلى بياناته أو إجراء المعاملات، مما يؤدي إلى فقدان التحكم الكامل في الأصول الرقمية.
4. قد يكون تشفير المفتاح العام هدفًا لهجمات الوسيط، فقد تحاول جهة خبيثة التدخل بين المستخدم والموقع، وإذا تم اختراق شهادة الأمان أو المفتاح العام، يمكن للهاكر الوصول إلى المعلومات الحساسة مثل كلمات المرور أو أرقام البطاقات الائتمانية.

ويمكن تقليل المخاطر عن طريق: 

• استخدام خوارزميات تشفير قوية مثل RSA، AES، و Blowfish.
• إنشاء مفاتيح بطول مناسب وعشوائية عالية، وتغييرها بشكل دوري.
• التحقق دائمًا من صحة الشهادات الرقمية قبل الوثوق بأي مفتاح عام.
  

أفضل منصات تداول العملات الرقمية للمبتدئين

في الختام، المفتاح العام في العملات الرقمية هو وسيلتك الآمنة للتعامل في عالم البيتكوين والعملات الرقمية الأخرى، إذ يتيح لك التحقق من صحة المعاملات وإثبات ملكيتك للأموال بدون المخاطرة بخصوصيتك. 

الأسئلة الشائعة

المصادر : 

What is a public key and how does it work?

• https://www.techtarget.com/searchsecurity/definition/public-key

public-key cryptography

• https://www.britannica.com/topic/public-key-cryptography

Public-key cryptography

• https://en.wikipedia.org/wiki/Public-key_cryptography

Diffie–Hellman key exchange

• https://en.wikipedia.org/wiki/Diffie–Hellman_key_exchange

Public Key

• https://learnmeabitcoin.com/technical/keys/public-key/