FHE: التقنية التالية لحماية الخصوصية

FHE (التشفير المتجانس بالكامل) هي تقنية تشفير متقدمة تسمح بإجراء العمليات الحسابية مباشرة على البيانات المشفرة، مما يتيح معالجة البيانات مع حماية الخصوصية. هذه التقنية لديها آفاق واسعة للتطبيق في مجالات مثل المالية، والرعاية الصحية، والحوسبة السحابية، وتعلم الآلة. ومع ذلك، فإن تجارية FHE لا تزال تواجه تحديات بسبب تكاليفها الحسابية الكبيرة.

المبادئ الأساسية لـ FHE

الفكرة الأساسية لـ FHE هي إخفاء المعلومات الأصلية من خلال استخدام كثيرات الحدود. تشمل عملية التشفير اختيار كثير الحدود المفتاح، وتوليد كثيرات حدود عشوائية وكثيرات حدود "خطأ" صغيرة. لإجراء العمليات الحسابية، يجب تحويل العمليات إلى شكل دائري.

تواجه FHE المشكلة الرئيسية المتمثلة في تراكم الضوضاء، والتي تزداد بسرعة مع تعمق الحساب. لحل هذه المشكلة، تم اقتراح ثلاث تقنيات:

• تبديل المفتاح: تقليل حجم النص المشفر
• تبديل المودول: التحكم في زيادة الضوضاء
• الإرشاد (Bootstrap): إعادة تعيين الضوضاء إلى المستوى الأولي

تستخدم الحلول الرائدة في FHE حاليًا تقنية التوجيه لتحقيق حسابات بعمق غير محدود.

! أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر

تحديات FHE

تتجاوز تكلفة حسابات FHE بكثير تكلفة الحسابات العادية. على سبيل المثال، وقت حساب فك تشفير AES-128 في النسخة FHE هو حوالي 500 مليون مرة من النسخة العادية. لدعم تطوير تقنية FHE، أطلقت DARPA الأمريكية برنامج Dprive، الذي يهدف إلى زيادة سرعة حسابات FHE إلى 1/10 من سرعة الحسابات العادية. يركز هذا البرنامج بشكل رئيسي على الجوانب التالية:

• زيادة طول معالج البيانات
• بناء معالج ASIC مخصص
• تطوير بنية MIMD المتوازية

على الرغم من التقدم البطيء، فإن تقنية FHE لا تزال تحمل قيمة فريدة في حماية البيانات الحساسة، خاصة في سياق عصر ما بعد الكم.

تطبيق FHE في blockchain

في مجال blockchain، تُستخدم FHE بشكل أساسي لحماية خصوصية البيانات، بما في ذلك الخصوصية على السلسلة، وخصوصية بيانات تدريب الذكاء الاصطناعي، وخصوصية التصويت، وما إلى ذلك. تعتبر بعض المشاريع FHE حلاً محتملاً لمشكلة MEV. ومع ذلك، قد تؤدي المعاملات المشفرة بالكامل أيضًا إلى آثار سلبية، مثل تقليل معدل نقل الشبكة.

المشاريع الرئيسية للـ FHE

تستخدم معظم مشاريع FHE حاليًا التقنية التي تقدمها Zama، مثل Fhenix وPrivasea وInco Network وMind Network وما إلى ذلك. تختلف هذه المشاريع في نماذج أعمالها:

• Fhenix: بناء طبقة 2 من Optimism مع التركيز على الخصوصية
• Privasea: يركز على عمليات بيانات LLM
• شبكة Inco: بناء شبكة Layer 1
• شبكة العقل: دمج مسار إعادة التخزين

ومن الجدير بالذكر مشروع Octra، الذي يعتمد على تقنية FHE المبتكرة المعتمدة على الرسوم البيانية الفائقة.

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

! أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر

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

آفاق المستقبل

لا تزال تقنية FHE في مرحلة مبكرة، وتطورها متأخر عن تقنية الإثباتات ذات المعرفة الصفرية. تشمل التحديات الرئيسية التكاليف العالية، وصعوبة الهندسة، وعدم وضوح آفاق التجارة. ومع ذلك، مع زيادة الاستثمارات والاهتمام، من المتوقع ظهور المزيد من مشاريع FHE.

إن تنفيذ شريحة FHE هو المفتاح لتسويق هذه التقنية. العديد من الشركات مثل Intel وChain Reaction وOptalysys تستكشف هذا المجال. على الرغم من مواجهة عقبات تقنية، فإن FHE كتقنية ذات آفاق وطلب واضح، من المتوقع أن تُحدث تغييرات عميقة في صناعات الدفاع والمالية والرعاية الصحية.