ما هو التوقيع الرقمي؟

الوجبات الأساسيةالتوقيع الرقمي هو آلية تشفيرية تتحقق من أصالة الرسالة وسلامتها باستخدام التجزئة والتشفير بالمفتاح العام.
توفر التواقيع الرقمية ثلاثة ضمانات: سلامة البيانات، والمصادقة، وعدم الإنكار.
في شبكات البلوك تشين، تُخوّل التواقيع الرقمية المعاملات عبر إثبات ملكية المفتاح الخاص دون الكشف عنه.
تستخدم بيتكوين كلاً من تواقيع ECDSA وتواقيع Schnorr لتوقيع المعاملات، بينما يتم تطوير خوارزميات ما بعد الحوسبة الكمية مثل ML-DSA للتصدي للتهديدات الكمّية المستقبلية.
يختلف التوقيع الرقمي عن التوقيع الإلكتروني: فالتواقيع الرقمية تستخدم تحققًا تشفيريًا، بينما يمكن للتواقيع الإلكترونية أن تكون أي شكل من أشكال الموافقة الإلكترونية.
مقدمةالتوقيع الرقمي هو أداة تشفيرية تُستخدم للتحقق من أصالة وسلامة البيانات الرقمية. يعمل مثل التوقيع المكتوب باليد، لكنّه يعتمد على الرياضيات لا على الحبر. 
يُرفق المُرسِل كودًا فريدًا برسالة يثبت أمرين: أن الرسالة جاءت منه، وأنها لم يتم تغييرها. لفهم كيفية عمل ذلك، يساعد معرفة الأساسيات الخاصة بالتجزئة وتشفير المفتاح العام.
إن مفهوم تأمين الاتصالات باستخدام التشفير يعود لقرون. أصبحت مخططات التواقيع الرقمية، كما تُستخدم اليوم، عملية في سبعينيات القرن الماضي، عندما تم تطوير تشفير المفتاح العام. منذ ذلك الحين، أصبحت جزءًا أساسيًا من اللبنات الأساسية لأمن الإنترنت والمستندات الإلكترونية وشبكات البلوك تشين.
دوال التجزئةدالة التجزئة هي خوارزمية تأخذ أي إدخال وتُنتج مخرَجًا ذا طول ثابت يسمى قيمة تجزئة أو ملخص رسالة. بغض النظر عن طول الإدخال أو قِصره، يكون المخرَج دائمًا بنفس الطول. إن دالة التجزئة التشفيرية الجيدة هي عملية أحادية الاتجاه: يمكنك إنتاج التجزئة من الإدخال، لكن لا يمكنك عكس هندسة الإدخال الأصلي من التجزئة.
دوال التجزئة أيضًا حتمية. فالإدخال نفسه دائمًا ينتج مخرَجًا نفسه. إذا تغيّر حتى حرف واحد في الرسالة الأصلية، تتغير قيمة التجزئة بالكامل. تجعل هذه الخاصية دوال التجزئة مفيدة لاكتشاف العبث.
في نظام التوقيع الرقمي، يتم تجزئة الرسالة أولًا. ثم يتم توقيع الملخص الناتج، وليس الرسالة الكاملة. هذا أكثر كفاءة ويحافظ على أحجام التواقيع قابلة للإدارة بغض النظر عن طول الرسالة الأصلية.
تشفير المفتاح العاميستخدم تشفير المفتاح العام (PKC) زوجًا من المفاتيح المرتبطة رياضيًا: مفتاحًا خاصًا ومفتاحًا عامًا. يُحافظ المالك على المفتاح الخاص سريًا. يمكن مشاركة المفتاح العام علنًا مع أي شخص. يمكن لأي شخص التحقق من البيانات الموقعة باستخدام المفتاح الخاص عبر استخدام المفتاح العام المطابق.
هذا الهيكل غير المتماثل هو ما يجعل التواقيع الرقمية تعمل. يستخدم المُوقّع مفتاحه الخاص لإنشاء التوقيع. يستخدم أي شخص يرغب في التحقق منه المفتاح العام المقابل. إذا نجح التحقق، فهذا يثبت أن التوقيع تم إنشاؤه بواسطة من يمتلك ذلك المفتاح الخاص.
على عكس التشفير المتماثل الذي يستخدم مفتاحًا مشتركًا واحدًا، لا يتطلب PKC من الطرفين تبادل سر مسبقًا. يستخدم بيتكوين خوارزمية خوارزمية التوقيع الرقمي لمنحنيات إليبتك (ECDSA) و، منذ ترقية Taproot في نوفمبر 2021، يدعم أيضًا توقيعات Schnorr. يتيح كلاهما للمستخدمين إثبات ملكية الأموال دون كشف مفتاحهم الخاص أبدًا.
كيف تعمل التواقيع الرقميةيتضمن مخطط التوقيع الرقمي ثلاث خطوات: تجزئة البيانات، وتوقيعها، والتحقق من التوقيع.
تجزئة البياناتيقوم المُرسِل بتشغيل الرسالة عبر دالة تجزئة تشفيرية لإنتاج ملخص ذا طول ثابت. يمثل هذا الملخص الرسالة بشكل فريد. أي تعديل للرسالة الأصلية، حتى حرف واحد، سيؤدي إلى ملخص مختلف تمامًا.
التوقيعيستخدم المُرسِل مفتاحه الخاص وملخص التجزئة لإنتاج التوقيع الرقمي. هذه عملية رياضية وليست تشفيرًا: يتم استخدام المفتاح الخاص كجزء من خوارزمية توقيع تُنشئ توقيعًا فريدًا لتلك الرسالة المحددة. 
يُرفق التوقيع بعد ذلك بالرسالة. وبما أن المُرسِل فقط يمتلك المفتاح الخاص، فهو وحده من يمكنه إنتاج هذا التوقيع بالضبط لهذه الرسالة بالضبط.
جارٍ التحققيتلقى المستلم الرسالة والتوقيع المرفق. يستخدم مفتاح المُرسِل العام للتحقق من التوقيع، والذي يؤكد رياضيًا أن التوقيع تم إنشاؤه بواسطة المفتاح الخاص المقابل. 
كما يقومون بتشغيل الرسالة المستلمة عبر دالة التجزئة نفسها بشكل مستقل. إذا نجح التحقق، يكون التوقيع صالحًا: فالرسالة أصلية ولم يتم تغييرها.
على سبيل المثال، إذا أرسل أليس إلى بوب رسالة موقعة، يستخدم بوب مفتاح أليس العام للتحقق منها. تعني النتيجة الصالحة أن الرسالة جاءت من أليس ولم يتم العبث بها أثناء النقل. 
يعتمد الأمان على إبقاء أليس لمفتاحها الخاص سريًا. إذا حصل عليه شخص آخر، يمكنه تزوير توقيعات تبدو وكأنها صادرة من أليس.
لماذا تعد التوقيعات الرقمية مهمة؟توفر التوقيعات الرقمية عادةً ثلاثة ضمانات:
سلامة البيانات. أي تعديل للرسالة بعد توقيعها ينتج عنه قيمة تجزئة (مُلخص) مختلفة، مما يجعل العبث قابلًا للكشف.
المصادقة. نظرًا لأن حامل المفتاح الخاص فقط هو من يمكنه إنشاء التوقيع، فإن التوقيع الصالح يؤكد هوية المُرسِل.
عدم الإنكار. بمجرد توقيع الرسالة، لا يمكن للمرسل لاحقًا إنكار أنه وقّع الرسالة، لأنهم فقط يمتلكون المفتاح الخاص الذي أنشأ التوقيع.
تجعل هذه الخصائص التوقيعات الرقمية مفيدة في كل مكان تكون فيه الثقة أو المساءلة أو كشف العبث أمرًا مهمًا.
حالات الاستخدامتُستخدم التوقيعات الرقمية عبر العديد من الصناعات. في شبكات البلوك تشين، تُستخدم لتفويض المعاملات. وفي السياقات القانونية والتجارية، تُستخدم لتوقيع العقود والاتفاقيات إلكترونيًا. 
في الرعاية الصحية، تحمي سلامة السجلات الطبية والوصفات الطبية. تستخدم الجهات الحكومية التوقيعات الرقمية للتحقق من أصالة المستندات الرسمية. يستخدم مطورو البرمجيات التوقيعات الرقمية لتوقيع إصدارات الكود بحيث يمكن للمستخدمين التأكد من عدم العبث بالبرنامج.
بالنسبة لمستخدمي العملات الرقمية، فإن التوقيعات الرقمية هي الآلية التي تثبت ملكية الأموال. عندما ترسل معاملة على بلوك تشين، تستخدم مفتاحك الخاص لتوقيعها. 
تتحقق الشبكة من التوقيع باستخدام مفتاحك العام، مما يؤكد أنك أجازت عملية التحويل. إن الحفاظ على أمان مفتاحك الخاص داخل محفظة تشفير أمر ضروري، لأن أي شخص لديه إمكانية الوصول إلى المفتاح يمكنه توقيع المعاملات نيابةً عنك.
القيودتواجه مخططات التوقيع الرقمي عدة قيود عملية يجب أخذها في الحسبان:
جودة الخوارزمية. تعتمد قوة مخطط التوقيع على متانة دالة التجزئة الأساسية والخوارزمية التشفيرية. قد تكون الخوارزميات الضعيفة أو القديمة عرضة للاختراق.
مخاطر التنفيذ. حتى الخوارزمية القوية يمكن أن تتعرض للاختراق بسبب تنفيذ برمجي ضعيف، أو تخزين مفاتيح غير آمن، أو أخطاء في برنامج التوقيع.
أمان المفتاح الخاص. إذا فُقد مفتاح خاص أو سُرق، فإن ضمانات المصادقة وعدم الإنكار لم تعد قائمة. بالنسبة لمستخدمي العملات الرقمية، قد يعني فقد مفتاح خاص فقدان الوصول إلى الأموال بشكل دائم.
اعتبارات ما بعد الحوسبة الكميةتعتمد خوارزميات التوقيع الرقمية الحالية، بما في ذلك ECDSA وRSA، على مسائل رياضية يصعب على الحواسيب التقليدية حلها. قد تتمكن الحواسيب الكمية، إذا أصبحت قوية بما يكفي، من كسر هذه المخططات.
في أغسطس 2024، اعتمدت NIST ثلاثة معايير تشفيرية ما بعد الحوسبة الكمية صُممت لتظل آمنة أمام الحواسيب الكمية. اثنان من هذه المعايير هما خوارزميات توقيع رقمية: ML-DSA (المبنية على CRYSTALS-Dilithium) وSLH-DSA (المبنية على SPHINCS+). 
أما المعيار الثالث، ML-KEM (المبني على CRYSTALS-Kyber)، فهو آلية تغليف مفاتيح وليس مخطط توقيع. ما زال اعتماد هذه المعايير في مراحل مبكرة، لكن من المتوقع أن تشكل البنية التحتية الأمنية للجيل القادم، بما في ذلك بروتوكولات بلوك تشين محتملة.
التواقيع الإلكترونية مقابل التواقيع الرقميةغالبًا ما تُستخدم هاتان المصطلحان بالتبادل، لكنهما تعنيان أشياء مختلفة. التوقيع الإلكتروني هو أي طريقة إلكترونية للإشارة إلى الموافقة أو الاعتماد، مثل كتابة اسمك في حقل، أو تحديد مربع، أو رسم توقيع على شاشة لمس. أما التوقيع الرقمي فهو نوع محدد من التوقيع الإلكتروني يستخدم التشفير.
كل التواقيع الرقمية هي تواقيع إلكترونية، لكن معظم التواقيع الإلكترونية ليست تواقيع رقمية. يكمن الفرق الرئيسي في الأمان: تستخدم التواقيع الرقمية تحققًا رياضيًا لإثبات الأصالة، بينما قد لا توفر التواقيع الإلكترونية البسيطة مستوى الضمان نفسه. وبالنسبة للمستندات الملزمة قانونيًا أو التطبيقات عالية الأمان، تُفضَّل التواقيع الرقمية عادةً.
الأسئلة الشائعةما هو التوقيع الرقمي؟التوقيع الرقمي هو كود تشفيري يتم توليده باستخدام مفتاح خاص وإرفاقه برسالة أو مستند. يسمح ذلك للمستلم بالتحقق من أن الرسالة جاءت من المُرسِل المتوقع وأنها لم يتم تغييرها بعد توقيعها.
كيف يعمل التوقيع الرقمي؟يقوم المُرسِل بتجزئة الرسالة ثم يستخدم مفتاحه الخاص لإنشاء توقيع رياضي. يتحقق المستلم من التوقيع باستخدام مفتاح المُرسِل العام، ويقوم أيضًا بتجزئة الرسالة المستلمة بشكل مستقل، ثم يقارن القيمتين. يؤكد التطابق أن التوقيع صالح.
ما الفرق بين التواقيع الرقمية والتواقيع الإلكترونية؟التوقيع الإلكتروني هو أي طريقة إلكترونية للإشارة إلى الموافقة. التوقيع الرقمي هو نوع محدد يستخدم تشفير المفتاح العام للتحقق. تكون التواقيع الرقمية أكثر أمانًا لأنها قابلة للتحقق رياضيًا وتوفر إنكارًا أقوى. 
لماذا تعد التواقيع الرقمية مهمة في البلوك تشين؟في شبكات البلوك تشين، تثبت التواقيع الرقمية أن المعاملة تم تفويضها من قِبل مالك المفتاح الخاص المقابل. بدون توقيع صالح، سترفض الشبكة المعاملة. تمنع هذه الآلية التحويلات غير المصرح بها للأموال.
ما هو التشفير ما بعد الكمية ولماذا يهم بالنسبة للتواقيع الرقمية؟يشير التشفير ما بعد الكمية إلى خوارزميات مصممة لمقاومة هجمات الحواسيب الكمية. يمكن كسر خوارزميات التوقيع الحالية مثل ECDSA نظريًا بواسطة حواسيب كمية قوية بما يكفي. اعتمدت NIST معايير جديدة ما بعد الكمية للتوقيع في 2024، بما في ذلك ML-DSA وSLH-DSA، لمعالجة هذا الخطر.
أفكار ختاميةتُعد التواقيع الرقمية جزءًا أساسيًا من الأمن التشفيري الحديث. تجعل من الممكن التحقق من أصالة وسلامة الرسائل الرقمية والمستندات والمعاملات دون الحاجة إلى سر مشترك بين الأطراف. في شبكات البلوك تشين، فهي الآلية التي تثبت الملكية وتُجيز عمليات التحويل.
مع استمرار تطور الحوسبة، تظهر معايير ما بعد الكمية لضمان بقاء التواقيع الرقمية آمنة. سواء للمستندات القانونية أو توزيع البرمجيات أو معاملات العملات الرقمية، فمن المرجح أن تظل التواقيع الرقمية جزءًا أساسيًا من بنية الثقة الرقمية.
للمزيد من القراءةما هو التجزئة؟
ما هو تشفير المفتاح العام؟
ما هو بيتكوين وكيف يعمل؟
ما هو البلوك تشين وكيف يعمل؟
تاريخ التشفير

تنبيه: يُقدَّم هذا المحتوى لك على أساس "كما هو" لأغراض معلومات عامة وتعليمية فقط، دون أي تمثيل أو ضمان من أي نوع. ولا ينبغي اعتباره نصيحة مالية أو قانونية أو أي نصيحة مهنية أخرى، كما أنه لا يهدف إلى التوصية بشراء أي منتج أو خدمة محددة. يجب عليك طلب المشورة الخاصة بك من مستشارين مهنيين مناسبين. وإذا تم المساهمة بهذا المحتوى من طرف ثالث، فيرجى ملاحظة أن الآراء الواردة فيه تعود للمساهم من الطرف الثالث، ولا تعكس بالضرورة آراء Binance Academy. قد تكون أسعار الأصول الرقمية متقلبة. وقد ينخفض قيمة استثمارك أو يرتفع وقد لا تسترد مبلغ الاستثمار. أنت وحدك المسؤول عن قراراتك الاستثمارية وBinance Academy غير مسؤولة عن أي خسائر قد تتكبدها. لمزيد من المعلومات، راجع شروط الاستخدام والتحذير من المخاطر وشروط Binance Academy.