شرح تشفير AES-256: ماذا يعني لصورك

كل تطبيق خزنة يقول AES-256، وهذا الجزء نادرًا ما يكون سبب الفشل. وهذه الأسئلة التي ينبغي أن تسألها بدلًا منه.

رمز QR: امسحه بكاميرا آيفون لتثبيت Hidlet

Hidlet تطبيق لآيفون

وجّه كاميرا آيفون إلى الرمز لتثبيت التطبيق. بدون حساب.

أو أرسل لي الرابط
الإجابة المختصرة:

AES-256 هي الشيفرة المعتمدة في معايير الحكومة الأمريكية بمفتاح طوله 256 بت، ولا يستطيع أحد كسرها بتخمين المفتاح. لذلك فعندما تقول خزنة الصور «AES-256»، تكون الأسئلة المهمة في مكان آخر. من أين يأتي المفتاح؟ ما مدى قوة كلمة السر أو النمط خلفه؟ من يحتفظ بنسخة منه؟ وهل توجد نسخة سحابية مشفّرة بطريقة أخرى؟

أنت تقارن بين تطبيقات خزنة الصور، وكل قائمة تقول الشيء نفسه: AES-256، بمستوى البنوك، بمستوى عسكري. فإذا كانت كلها تستخدم التشفير نفسه، فينبغي أن تكون كلها بالأمان نفسه. لكنها ليست كذلك، والسبب أن «AES-256» يسمّي الجزء الوحيد من المنظومة الذي نادرًا ما يفشل.

يشرح هذا الدليل بكلمات بسيطة ما هي AES-256، وكيف تحوّل الخزنة كلمة سرك إلى مفتاح، ولماذا تهمّ هذه الخطوة أكثر من الشيفرة نفسها، وخمسة أسئلة تخبرك بأكثر مما تخبرك به الملصقات.

ما هي AES-256

AES، أي معيار التشفير المتقدم، شيفرة نشرها NIST، جهة المعايير الأمريكية، باسم FIPS 197. تأخذ بياناتك في كتل من 128 بت وتخلط كل كتلة بمفتاح سري، فلا يستطيع فك الخلط إلا من يملك المفتاح نفسه.

الرقم هو حجم المفتاح. وللشيفرة ثلاثة إصدارات:

الإصدار حجم المفتاح جولات الخلط قوة الأمان عند NIST
AES-128 128 بت 10 128 بت
AES-192 192 بت 12 192 بت
AES-256 256 بت 14 256 بت

للمفتاح ذي 256 بت عدد 2²⁵⁶ من القيم الممكنة، أي رقم من 78 خانة. وتجربتها كلها ليست مسألة حاسوب أسرع؛ إنها ليست هجومًا واقعيًا أصلًا. يمنح دليل NIST لإدارة المفاتيح شيفرة AES-256 قوة أمان قدرها 256 بت، ويضعها تقريره لعام 2026 عن ما بعد الحوسبة الكمّية في أعلى فئة للأمان الكمّي، قائلًا إنه لا يتوقع أن يحتاج إلى الانتقال عن المعايير المتناظرة مثل AES.

فالشيفرة آمنة. وكل ما هو مهم يحدث حولها.

الوضع: هل يكتشف العبث؟

AES وحدها تخلط كتلة واحدة. ولتشفير صورة كاملة، يشغّلها التطبيق في وضع، والوضع يحدد ما تحصل عليه فوق ذلك.

GCM (وضع Galois/Counter) هو الخيار الشائع للملفات. يصفه NIST بأنه تشفير موثَّق: فهو إلى جانب إبقاء البيانات سرية، يستطيع اكتشاف التغييرات العرضية والمتعمَّدة فيها. فإذا عبث أحد بصورة مشفّرة، يعرف التطبيق ذلك بدل أن يعرض ملفًا تالفًا.

ولـ GCM قاعدة صارمة واحدة. كل عملية تشفير تحتاج إلى قيمة جديدة تسمى nonce (يسميها NIST متجه التهيئة IV)، ويحذّر NIST من أنه إذا تكررت قيمة واحدة مع المفتاح نفسه فقد تنهار الحماية بالكامل تقريبًا. ويصف NIST هذه القاعدة بأنها تكاد تضاهي في أهميتها إبقاء المفتاح سريًا. الخزنة التي تقول «AES-256-GCM» تخبرك بشيء مفيد؛ أما التي تقول «AES-256» فقط فلا تخبرك أي وضع تستخدم.

المفتاح: من أين يأتي؟

هذا هو السؤال الذي يحدد مدى أمان الخزنة فعلًا.

لا أحد يكتب مفتاحًا من 256 بت. أنت تكتب رقمًا سريًا أو كلمة سر أو ترسم نمطًا، ويحوّله التطبيق إلى مفتاح. ويشرح إرشاد NIST بشأن المفاتيح المبنية على كلمات السر المشكلة بوضوح: كلمات السر ضعيفة الإنتروبيا، ولذلك لا تصلح لاستخدامها مباشرة مفاتيحَ. وإذا نسخ أحدهم الملفات المشفّرة، فبوسعه التخمين دون اتصال، على عتاد يختاره بنفسه، ولذلك فقوة كلمة السر حاسمة.

أداتان تجعلان التخمين أصعب:

لكن لا عدد من الجولات ينقذ رمزًا قصيرًا. الرقم السري المكوّن من 4 أرقام له 10,000 احتمال. وحتى لو كانت كل محاولة بطيئة، فهذه قائمة صغيرة. ويقرر دليل NIST لإدارة المفاتيح المبدأ العام: تنخفض قوة المفتاح إلى قوة أضعف عملية تحميه. والمفتاح ذو 256 بت المصنوع من رقم سري من 4 أرقام هو عمليًا رقم سري من 4 أرقام.

يتعامل iPhone مع هذا أفضل مما يستطيع أي تطبيق وحده. تقول Apple إن رمز الدخول مرتبط بمفتاح عتادي داخل الجهاز، فتجب المحاولات على ذلك الـ iPhone نفسه، بنحو 80 ميلي ثانية للمحاولة، مع تأخيرات تفرضها Secure Enclave. كما يشفّر الهاتف الملفات التي تخزّنها: تقول Apple إن كل ملف يحصل على مفتاح جديد خاص به بطول 256 بت، وفي الأجهزة من A14 إلى A18 ومن M1 فما بعد يكون التشفير AES-256 في وضع XTS (طرازات A9 إلى A13 تستخدم AES-128). ويشرح هل الألبوم المخفي في iPhone مشفّر؟ ما الذي يغطيه ذلك.

مفاهيم خاطئة شائعة

«بمستوى عسكري» تعني شيئًا إضافيًا. لم نجد أي جهة معايير تعرّفه. إنها عبارة تسويقية، وغالبًا ما تعني AES-256 العادية. ويدرج RFC 9151، وهو ملف تعريف كتبته وكالة الأمن القومي لمجموعة CNSA لأنظمة الأمن القومي، شيفرة AES بمفاتيح 256 بت في وضع GCM، وهو ما تستخدمه تطبيقات عادية كثيرة.

«AES-256» تعني أن الشركة لا تستطيع رؤية صوري. ليس بمفردها. التشفير لا يحجب إلا من لا يملك المفتاح. وإذا كانت الشركة تحتفظ بالمفتاح فبإمكانها فك التشفير. وApple صريحة في هذا بشأن iCloud: مع الحماية القياسية تحتفظ Apple بالمفاتيح لمعظم البيانات، ومنها الصور، وتستطيع فك تشفيرها نيابة عنك؛ ومع الحماية المتقدمة للبيانات لا تحتفظ بمفاتيح معظم بيانات iCloud إلا أجهزتك الموثوقة. ويتناول هل ترى Apple صورك المخفية؟ التفاصيل.

«مشفّر على الهاتف» تعني مشفّر في السحابة. افحص النسخة الاحتياطية على حدة. قد تشفّر الخزنة الملفات بعناية على iPhone ثم تنسخها احتياطيًا إلى مكان تُشفَّر فيه بمفتاح تحتفظ به الشركة.

الأكبر دائمًا أفضل. شيفرة AES-128 أيضًا أبعد بكثير من أن تُخمَّن. والفرق بين 128 و256 بت أقل أهمية بكثير من الفرق بين رقم سري من 4 أرقام وعبارة سر طويلة.

خمسة أسئلة تسألها بدلًا من ذلك

  1. أي وضع؟ AES-256-GCM، أو وضع موثَّق آخر، يخبرك أن الملفات لا يمكن تغييرها دون أن يلاحظ التطبيق.
  2. ما الذي يصنع المفتاح؟ كلمة سر أم رقم سري أم نمط؟ ما أقصى طول له، وهل يبطّئ التطبيق التخمين؟
  3. من يحتفظ بالمفتاح أيضًا؟ إذا كانت هناك إعادة تعيين لكلمة السر عبر البريد الإلكتروني، فبإمكان شخص غيرك الدخول.
  4. ماذا يحدث للنسخة السحابية؟ هل تُشفَّر على الهاتف أولًا، بمفتاح لا تراه الشركة أبدًا؟
  5. ممّ تحمي؟ غريب ينسخ الملفات، أو شخص يستعير هاتفك وهو مفتوح، أو شخص يعرف رمز دخولك: ثلاث مشكلات مختلفة.

وللمزيد عن السؤال الأخير، اقرأ قفل النمط مقابل الرقم السري وبصمة الوجه: أيها يحمي الصور.

كيف يجيب Hidlet عنها

يشفّر Hidlet كل صورة وفيديو واسم ملف وصورة مصغّرة بشيفرة AES-256-GCM على iPhone قبل حفظها. لكل خزنة مفتاحها العشوائي الخاص، والنمط الذي ترسمه على شبكة 5×5 هو ما يفتحها. ولا يُحفظ هذا النمط أبدًا: يمرّره Hidlet عبر PBKDF2-HMAC-SHA512 بعدد 600,000 مرة، مخلوطًا بسر عشوائي محفوظ في سلسلة المفاتيح لديك، منفصلًا عن النسخة الاحتياطية. ومن لا يملك إلا نسخة من نسختك الاحتياطية لا يستطيع بدء التخمين دون هذا السر. والأنماط الخاطئة تضيف انتظارًا متزايدًا يصل إلى 15 دقيقة لكل محاولة.

لا يحتفظ أحد آخر بنسخة من هذه المفاتيح، ونحن منهم. أما النسخة الاحتياطية المشفّرة الاختيارية فتذهب إلى iCloud الخاص بك، مشفّرة على الهاتف أولًا.

ما لا يستطيعه: النمط القصير البسيط أسهل تخمينًا من الطويل، وإذا أجبرك أحد على فتح خزنة، فالتشفير لا يفيد. وهذا ما وُجد له نمط الإكراه في Pro. Hidlet متوفر على App Store.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن كسر AES-256؟

ليس بتخمين المفتاح. يمنح NIST شيفرة AES-256 قوة أمان قدرها 256 بت، ويضعها تقريره عن ما بعد الحوسبة الكمّية في أعلى فئات الأمان الخمس، ولا يتوقع أن تدعو الحاجة إلى الانتقال عنها. تستهدف الهجمات كلمة السر أو الجهاز أو طريقة التعامل مع المفتاح.

هل AES-256 آمن أمام الحواسيب الكمّية؟

يقول NIST إن المعايير المتناظرة مثل AES أقل عرضة للحواسيب الكمّية، وإنه لا يتوقع أن يحتاج إلى الانتقال عنها. ويضع تقريره لعام 2026 شيفرة AES-256 في أعلى فئة للأمان الكمّي.

ماذا يعني «تشفير بمستوى عسكري»؟

لا شيء رسميًا. لم نجد أي جهة معايير تعرّفه. وهو في الغالب يعني AES-256 فقط. وتدرج مجموعة وكالة الأمن القومي الأمريكية لأنظمة الأمن القومي شيفرة AES بمفاتيح 256 بت في وضع GCM.

هل يستخدم iPhone شيفرة AES-256 أصلًا؟

تقول Apple إن كل ملف تخزّنه يحصل على مفتاح جديد خاص به بطول 256 بت، وإن التشفير في الأجهزة من A14 إلى A18 ومن M1 فما بعد هو AES-256 في وضع XTS (أما الطرازات الأقدم من A9 إلى A13 فتستخدم AES-128 في وضع XTS). وهذا يشمل مكتبة صورك كلها، لا ألبومًا واحدًا فقط.

المصادر

  1. NIST FIPS 197 — معيار التشفير المتقدم (AES)
  2. NIST SP 800-38D — وضع Galois/Counter (GCM)
  3. NIST SP 800-132 — توصية بشأن اشتقاق المفاتيح من كلمات السر
  4. NIST SP 800-57 Part 1 Rev. 5 — توصية بشأن إدارة المفاتيح
  5. NIST IR 8547 — الانتقال إلى معايير التشفير ما بعد الكمّي
  6. RFC 8018 — مواصفة PKCS #5 للتشفير المبني على كلمات السر، الإصدار 2.1
  7. RFC 9151 — ملف تعريف مجموعة CNSA لبروتوكولي TLS وDTLS
  8. Apple Platform Security — نظرة عامة على حماية البيانات
  9. Apple Platform Security — رموز الدخول وكلمات السر
  10. Apple Support — نظرة عامة على أمان بيانات iCloud