FHE: الحل النهائي لحماية خصوصية البيانات

FHE( التشفير الكامل المتجانس ) هو تقنية تشفير متقدمة، تتيح إجراء عمليات حسابية مباشرة على البيانات المشفرة، مما يتيح معالجة البيانات مع الحفاظ على الخصوصية. هذه التقنية لديها آفاق واسعة للاستخدام في عدة مجالات مثل المالية، والرعاية الصحية، والحوسبة السحابية، ولكنها تواجه حاليًا مشكلات مثل التكاليف الحسابية العالية، وضعف القابلية للتوسع، مما يتطلب مزيدًا من الاختراقات التقنية لتحقيق الاستخدام التجاري.

المبادئ الأساسية لـ FHE

الجوهر الأساسي لـ FHE هو إخفاء المعلومات الأصلية من خلال المتعددات وتحويل الحساب إلى شكل الدائرة. تشمل العملية بأكملها:

1. اختر متعددة المفاتيح، متعددة عشوائية و"خطأ" صغير
2. استخدم هذه الحدود لتشفير النص الأصلي
3. تحويل الحساب إلى شكل دائرة
4. استخدام تقنيات تبديل المفاتيح، وتبديل النماذج، والإقلاع لإدارة الضوضاء

أهم شيء هو توجيه ( Bootstrap ) التقنية، التي يمكن أن تعيد الضوضاء إلى المستوى الابتدائي، مما يسمح بإجراء حسابات ذات عمق غير محدود. في الوقت الحالي، تعتمد الحلول الرائجة لـ FHE مثل TFHE و CKKS على تقنية التوجيه.

التحديات الرئيسية التي تواجه FHE

أكبر مشكلة في FHE هي أن تكلفة الحساب مرتفعة للغاية. على سبيل المثال، وقت حساب فك تشفير AES-128 في نسخة FHE هو حوالي 500 مليون مرة من النسخة العادية. ويعزى ذلك بشكل رئيسي إلى النفقات الإضافية الناتجة عن العمليات الحسابية المشفرة غير المباشرة والتقنيات مثل التوجيه.

لحل هذه المشكلة، أطلقت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية خطة DPRIVE، والتي تهدف إلى زيادة سرعة حساب FHE إلى 1/10 من سرعة الحساب العادية. تركز الخطة بشكل أساسي على الجوانب التالية:

1. زيادة طول كلمة المعالج
2. بناء معالج ASIC مخصص
3. استخدام بنية MIMD المتوازية

على الرغم من أن خطة DPRIVE تقترب من نهايتها، إلا أنه لم يتم تحقيق الأهداف المتوقعة بعد، ولا يزال أمام أداء FHE طريق طويل ليقطعه.

تطبيق FHE في البلوكشين

في مجال البلوكشين، تُستخدم FHE بشكل رئيسي لحماية خصوصية البيانات على السلسلة، بما في ذلك:

• تداول الخصوصية على السلسلة
• حماية خصوصية بيانات تدريب الذكاء الاصطناعي
• خصوصية التصويت على السلسلة
• حماية MEV وغيرها

لكن بسبب قيود الأداء، لا تزال تطبيقات FHE في blockchain محدودة.

مقدمة عن المشاريع الرئيسية لـ FHE

تشمل مشاريع FHE في مجال blockchain الحالية ما يلي:

• Zama: توفر سلسلة أدوات تطوير تعتمد على TFHE
• Fhenix: بناء طبقة 2 من Optimism مع التركيز على الخصوصية
• Privasea: حماية خصوصية البيانات لـ LLM
• شبكة إنكو: بناء طبقة FHE 1
• Arcium: دمج تقنيات التشفير المتنوعة
• Octra: تنفيذ FHE جديد يعتمد على hypergraphs

! أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتديا عباءة هاري بوتر الاختفاء

! أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر الاختفاء

آفاق مستقبل FHE

تكنولوجيا FHE لا تزال في مرحلة مبكرة، ولا يزال أمامها طريق طويل قبل أن يتم استخدامها على نطاق واسع في التطبيقات التجارية. يعتمد التطور المستقبلي بشكل رئيسي على الجوانب التالية:

1. تقدم تطوير شرائح FHE المخصصة
2. خوارزمية FHE أكثر كفاءة
3. الاستمرار في استثمار رأس المال
4. في المجالات الحيوية مثل الدفاع والمالية والرعاية الصحية

على الرغم من التحديات العديدة، فإن FHE كتقنية لحماية الخصوصية تحمل آفاقًا واعدة، ولا يزال المستقبل يبشر بالخير. مع استمرار التقدم التكنولوجي وتوسع تطبيقات السيناريوهات، من المتوقع أن تحقق FHE نموًا متفجرًا في المستقبل، مما سيحدث ثورة في حماية خصوصية البيانات.