النسخة الأصلية ل هذه القصة ظهرت في مجلة كوانتا.
لآلاف السنين، إذا أردت إرسال رسالة سرية، كانت هناك طريقة واحدة للقيام بذلك. يمكنك تشفير الرسالة باستخدام قاعدة خاصة، لا يعرفها إلا أنت وجمهورك المستهدف. كانت هذه القاعدة بمثابة مفتاح القفل. إذا كان لديك المفتاح، فيمكنك فك تشفير الرسالة؛ وإلا فستحتاج إلى فتح القفل. بعض الأقفال فعالة للغاية بحيث لا يمكن فتحها أبدًا، حتى مع وجود وقت وموارد غير محدودة. ولكن حتى تلك المخططات تعاني من نفس نقطة الضعف التي تعاني منها جميع أنظمة التشفير: كيف يمكنك وضع هذا المفتاح في الأيدي اليمنى مع إبعاده عن الأيدي الخطأ؟
الحل غير البديهي، المعروف باسم تشفير المفتاح العام، لا يعتمد على الحفاظ على سر المفتاح بل على إتاحته على نطاق واسع. وتتمثل الحيلة أيضًا في استخدام مفتاح ثانٍ لا تشاركه أبدًا مع أي شخص، حتى الشخص الذي تتواصل معه. فقط باستخدام هذا المزيج من المفتاحين – أحدهما عام والآخر خاص – يمكن لأي شخص تشفير الرسالة وتفكيكها.
لفهم كيفية عمل ذلك، من الأسهل التفكير في “المفاتيح” ليس كأشياء يمكن وضعها في القفل، ولكن كمكونين متكاملين في حبر غير مرئي. العنصر الأول يجعل الرسائل تختفي، والثاني يجعلها تظهر مرة أخرى. إذا أراد جاسوس يُدعى بوريس أن يرسل لنظيرته ناتاشا رسالة سرية، فإنه يكتب رسالة ثم يستخدم المكون الأول لجعلها غير مرئية على الصفحة. (من السهل عليه أن يفعل: فقد نشرت ناتاشا صيغة سهلة ومعروفة لاختفاء الحبر.) وعندما تتلقى ناتاشا الورقة في البريد، فإنها تطبق المكون الثاني الذي يجعل رسالة بوريس تظهر مرة أخرى.
في هذا المخطط، يمكن لأي شخص جعل الرسائل غير مرئية، لكن ناتاشا فقط هي التي يمكنها جعلها مرئية مرة أخرى. ولأنها لم تشارك أبدًا صيغة المكون الثاني مع أي شخص – ولا حتى بوريس – فيمكنها التأكد من أن الرسالة لم يتم فك رموزها على طول الطريق. عندما يريد بوريس تلقي رسائل سرية، فإنه ببساطة يتبنى نفس الإجراء: فهو ينشر وصفة سهلة لجعل الرسائل تختفي (يمكن لناتاشا أو أي شخص آخر استخدامها)، مع الاحتفاظ بوصفة أخرى لنفسه فقط مما يجعلها تظهر مرة أخرى.
في تشفير المفتاح العام، يعمل المفتاحان “العامة” و”الخاصة” تمامًا مثل المكونين الأول والثاني في هذا الحبر الخاص غير المرئي: يقوم أحدهما بتشفير الرسائل، والآخر بفك تشفيرها. ولكن بدلاً من استخدام المواد الكيميائية، يستخدم تشفير المفتاح العام ألغازًا رياضية تسمى وظائف الباب المسحور. من السهل حساب هذه الوظائف في اتجاه واحد ومن الصعب للغاية عكسها. ولكنها تحتوي أيضًا على “أبواب خفية”، وهي أجزاء من المعلومات التي، إذا كانت معروفة، تجعل من السهل حساب الوظائف في كلا الاتجاهين.
تتضمن إحدى وظائف الباب المسحور الشائعة ضرب رقمين أوليين كبيرين، وهي عملية سهلة التنفيذ. لكن عكس ذلك، أي البدء بالحصيلة وإيجاد كل عامل أولي، هو أمر غير عملي من الناحية الحسابية. لإنشاء مفتاح عام، ابدأ برقمين أوليين كبيرين. هذه هي الأبواب المسحورة الخاصة بك. اضرب الرقمين معًا، ثم قم بإجراء بعض العمليات الحسابية الإضافية. يمكن لهذا المفتاح العام الآن تشفير الرسائل. لفك تشفيرها، ستحتاج إلى المفتاح الخاص المقابل، والذي يحتوي على العوامل الأولية – الأبواب المسحورة الضرورية. باستخدام هذه الأرقام، يصبح من السهل فك تشفير الرسالة. احتفظ بسرية هذين العاملين الرئيسيين، وستظل الرسالة سرية.
