التشفير المتماثل بالكامل(FHE) تحليل التقنية: المبدأ والتطبيقات وآفاق المستقبل
شهدت سوق التشفير مؤخرًا تقلبات طفيفة، مما أتاح لنا مزيدًا من الوقت للتركيز على تطور التقنيات الناشئة. على الرغم من أن سوق التشفير في عام 2024 قد لا يكون بمثل الزخم الذي شهدناه في السنوات السابقة، إلا أن هناك بعض التقنيات الجديدة التي تتطور تدريجيًا، بما في ذلك الموضوع الذي سنناقشه اليوم: التشفير المتماثل بالكامل (Fully Homomorphic Encryption، مختصر FHE).
لفهم مفهوم FHE المعقد، نحتاج أولاً إلى معرفة ما هو "التشفير"، وما هو "المتماثل"، ولماذا نحتاج إلى "الكامل".
التشفير الأساسي
أكثر طرق التشفير الأساسية مألوفة للجميع. على سبيل المثال، تريد أليس إرسال رسالة سرية إلى بوب "1314 520". إذا كان من الضروري تمرير الرسالة عبر طرف ثالث ج، ويجب ضمان سرية المعلومات، فإن الطريقة البسيطة هي ضرب كل رقم في 2 للتشفير، ليصبح "2628 1040". عندما يتلقى بوب الرسالة، كل ما عليه فعله هو قسمة كل رقم على 2، ليتمكن من فك تشفير الرسالة الأصلية لأليس. هذه الطريقة هي أبسط أشكال التشفير المتماثل.
التشفير المتماثل
الآن، لنفترض أن أليس تبلغ من العمر 7 سنوات فقط وتعرف كيفية إجراء أبسط العمليات الحسابية مثل الضرب في 2 والقسمة على 2. تحتاج إلى حساب إجمالي فاتورة الكهرباء في المنزل لمدة 12 شهرًا، حيث تبلغ فاتورة الكهرباء الشهرية 400 يوان. لكن 400 مضروبة في 12 تكون معقدة جدًا بالنسبة لها، ولا تستطيع حسابها. في نفس الوقت، لا تريد أن يعرف الآخرون المعلومات الدقيقة عن فاتورة الكهرباء.
في هذه الحالة، يمكن لأليس استخدام طريقة التشفير المتماثل البسيطة. لقد قامت بضرب 400 و 12 في 2 للتشفير، مما جعلها 800 و 24، ثم طلبت من C حساب نتيجة 800 مضروبة في 24. بعد أن حسب C 19200، أخبر أليس، ثم قامت أليس بقسمة النتيجة على 2 ثم على 2، وبالتالي حصلت على إجمالي فاتورة الكهرباء الصحيح 4800 يوان.
هذا مجرد مثال بسيط على التشفير المتماثل. 800 مضروب في 24 هو في الواقع خريطة 400 مضروب في 12، حيث أن الشكل قبل وبعد التحويل هو نفسه، لذلك يُطلق عليه "متماثل". هذه الطريقة تحقق تفويض كيانات غير موثوقة لإجراء الحسابات، مع حماية البيانات الحساسة من التسرب.
ضرورة التشفير المتماثل بالكامل
ومع ذلك، فإن مشكلات العالم الحقيقي غالبًا ما تكون أكثر تعقيدًا. إذا تمكن C من استنتاج البيانات الأصلية لـ Alice من خلال طريقة الاستنفاد، فسيكون من الضروري استخدام أساليب تشفير أكثر تقدمًا، وهنا يأتي دور التشفير المتماثل بالكامل.
التشفير المتماثل بالكامل يسمح بإجراء عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة عدد غير محدود من المرات، وليس فقط لعدد محدد من العمليات. هذا يزيد بشكل كبير من صعوبة الاختراق، ويكاد يلغي إمكانية تجسس الأطراف الثالثة على البيانات الخاصة.
حتى عام 2009، لم تبدأ الأفكار الجديدة التي اقترحها جينتري وغيرهم من الباحثين في فتح إمكانية التشفير المتماثل بالكامل. تعتبر هذه التقنية واحدة من الكؤوس المقدسة في مجال التشفير.
تطبيقات FHE
تكنولوجيا FHE لديها قيمة تطبيقية محتملة في العديد من المجالات، وخاصة في مجال الذكاء الاصطناعي.
في عملية تدريب الذكاء الاصطناعي، كانت حماية خصوصية كميات كبيرة من البيانات دائمًا مشكلة معقدة. يمكن لتقنية التشفير المتماثل بالكامل حل هذه المشكلة بشكل جيد:
تشفير البيانات الحساسة بطريقة التشفير المتماثل بالكامل
استخدم البيانات المشفرة لإجراء حسابات الذكاء الاصطناعي
ناتج الذكاء الاصطناعي المشفر
يقوم المستخدم بفك تشفير النتائج محليًا
تُحافظ هذه الطريقة على خصوصية البيانات وتستفيد بالكامل من القوة الحسابية القوية للذكاء الاصطناعي، مما يُحقق هدف "يريد كلاهما".
تحديات FHE في التطبيقات العملية
على الرغم من أن تقنية التشفير المتماثل بالكامل تتمتع بآفاق واسعة، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات كبيرة في التطبيقات العملية، وذلك أساساً بسبب تكاليفها الحسابية المرتفعة. لحل هذه المشكلة، تحاول بعض المشاريع بناء شبكات قوة حوسبة متخصصة ومرافق داعمة.
على سبيل المثال، قدمت مشاريع هيكل شبكة مشابه لـ PoW + PoS لحل مشكلة القوة الحسابية. لقد أطلقوا أجهزة硬웨어 متخصصة للتعدين، بالإضافة إلى أصول NFT مشابهة لشهادات العمل. تهدف هذه المحاولات إلى إنشاء شبكة قوية للقوة الحسابية، تمهيدًا للاستخدام الواسع للتشفير المتماثل بالكامل.
آفاق مستقبل التشفير المتماثل بالكامل
إذا كان بإمكان الذكاء الاصطناعي استخدام تقنية التشفير المتماثل بالكامل على نطاق واسع، فسوف يدفع ذلك تقدم الذكاء الاصطناعي بشكل كبير، خاصة في مجالات أمان البيانات وحماية الخصوصية. من الأمن الوطني إلى حماية الخصوصية الشخصية، تتمتع تقنية التشفير المتماثل بالكامل بإمكانيات واسعة للتطبيق.
في ظل التطور السريع للذكاء الاصطناعي اليوم، أصبحت قضايا خصوصية البيانات أكثر أهمية. إذا تمكنت تقنية التشفير المتماثل بالكامل من النضوج حقًا، فستكون بلا شك آخر خط دفاع للبشرية في حماية الخصوصية في العصر الرقمي. مع التقدم المستمر في التكنولوجيا، لدينا أسباب لتوقع أن تلعب تقنية التشفير المتماثل بالكامل دورًا مهمًا في المزيد من المجالات في المستقبل، مما يوفر دعمًا تقنيًا قويًا لأمان البيانات وحماية الخصوصية.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
تسجيلات الإعجاب 13
أعجبني
13
7
مشاركة
تعليق
0/400
OldLeekNewSickle
· منذ 19 س
مرة أخرى، فريق المشروع يلعب بتغليف التكنولوجيا لخداع الناس لتحقيق الربح... يرى ولا يتحدث
شاهد النسخة الأصليةرد0
FloorSweeper
· منذ 19 س
استيقظ... التشفير لن ينقذ بياناتك الثمينة مني لول
شاهد النسخة الأصليةرد0
bridge_anxiety
· منذ 19 س
هل رحل كل من يفهم حقًا؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
MainnetDelayedAgain
· منذ 19 س
لقد مرت 102 يومًا منذ أن تحدثنا عن ضرورة حل خصوصية البيانات~
تحليل تقنية FHE: كيف يحمي التشفير المتماثل بالكامل خصوصية بيانات الذكاء الاصطناعي
التشفير المتماثل بالكامل(FHE) تحليل التقنية: المبدأ والتطبيقات وآفاق المستقبل
شهدت سوق التشفير مؤخرًا تقلبات طفيفة، مما أتاح لنا مزيدًا من الوقت للتركيز على تطور التقنيات الناشئة. على الرغم من أن سوق التشفير في عام 2024 قد لا يكون بمثل الزخم الذي شهدناه في السنوات السابقة، إلا أن هناك بعض التقنيات الجديدة التي تتطور تدريجيًا، بما في ذلك الموضوع الذي سنناقشه اليوم: التشفير المتماثل بالكامل (Fully Homomorphic Encryption، مختصر FHE).
لفهم مفهوم FHE المعقد، نحتاج أولاً إلى معرفة ما هو "التشفير"، وما هو "المتماثل"، ولماذا نحتاج إلى "الكامل".
التشفير الأساسي
أكثر طرق التشفير الأساسية مألوفة للجميع. على سبيل المثال، تريد أليس إرسال رسالة سرية إلى بوب "1314 520". إذا كان من الضروري تمرير الرسالة عبر طرف ثالث ج، ويجب ضمان سرية المعلومات، فإن الطريقة البسيطة هي ضرب كل رقم في 2 للتشفير، ليصبح "2628 1040". عندما يتلقى بوب الرسالة، كل ما عليه فعله هو قسمة كل رقم على 2، ليتمكن من فك تشفير الرسالة الأصلية لأليس. هذه الطريقة هي أبسط أشكال التشفير المتماثل.
التشفير المتماثل
الآن، لنفترض أن أليس تبلغ من العمر 7 سنوات فقط وتعرف كيفية إجراء أبسط العمليات الحسابية مثل الضرب في 2 والقسمة على 2. تحتاج إلى حساب إجمالي فاتورة الكهرباء في المنزل لمدة 12 شهرًا، حيث تبلغ فاتورة الكهرباء الشهرية 400 يوان. لكن 400 مضروبة في 12 تكون معقدة جدًا بالنسبة لها، ولا تستطيع حسابها. في نفس الوقت، لا تريد أن يعرف الآخرون المعلومات الدقيقة عن فاتورة الكهرباء.
في هذه الحالة، يمكن لأليس استخدام طريقة التشفير المتماثل البسيطة. لقد قامت بضرب 400 و 12 في 2 للتشفير، مما جعلها 800 و 24، ثم طلبت من C حساب نتيجة 800 مضروبة في 24. بعد أن حسب C 19200، أخبر أليس، ثم قامت أليس بقسمة النتيجة على 2 ثم على 2، وبالتالي حصلت على إجمالي فاتورة الكهرباء الصحيح 4800 يوان.
هذا مجرد مثال بسيط على التشفير المتماثل. 800 مضروب في 24 هو في الواقع خريطة 400 مضروب في 12، حيث أن الشكل قبل وبعد التحويل هو نفسه، لذلك يُطلق عليه "متماثل". هذه الطريقة تحقق تفويض كيانات غير موثوقة لإجراء الحسابات، مع حماية البيانات الحساسة من التسرب.
ضرورة التشفير المتماثل بالكامل
ومع ذلك، فإن مشكلات العالم الحقيقي غالبًا ما تكون أكثر تعقيدًا. إذا تمكن C من استنتاج البيانات الأصلية لـ Alice من خلال طريقة الاستنفاد، فسيكون من الضروري استخدام أساليب تشفير أكثر تقدمًا، وهنا يأتي دور التشفير المتماثل بالكامل.
التشفير المتماثل بالكامل يسمح بإجراء عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة عدد غير محدود من المرات، وليس فقط لعدد محدد من العمليات. هذا يزيد بشكل كبير من صعوبة الاختراق، ويكاد يلغي إمكانية تجسس الأطراف الثالثة على البيانات الخاصة.
حتى عام 2009، لم تبدأ الأفكار الجديدة التي اقترحها جينتري وغيرهم من الباحثين في فتح إمكانية التشفير المتماثل بالكامل. تعتبر هذه التقنية واحدة من الكؤوس المقدسة في مجال التشفير.
تطبيقات FHE
تكنولوجيا FHE لديها قيمة تطبيقية محتملة في العديد من المجالات، وخاصة في مجال الذكاء الاصطناعي.
في عملية تدريب الذكاء الاصطناعي، كانت حماية خصوصية كميات كبيرة من البيانات دائمًا مشكلة معقدة. يمكن لتقنية التشفير المتماثل بالكامل حل هذه المشكلة بشكل جيد:
تُحافظ هذه الطريقة على خصوصية البيانات وتستفيد بالكامل من القوة الحسابية القوية للذكاء الاصطناعي، مما يُحقق هدف "يريد كلاهما".
تحديات FHE في التطبيقات العملية
على الرغم من أن تقنية التشفير المتماثل بالكامل تتمتع بآفاق واسعة، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات كبيرة في التطبيقات العملية، وذلك أساساً بسبب تكاليفها الحسابية المرتفعة. لحل هذه المشكلة، تحاول بعض المشاريع بناء شبكات قوة حوسبة متخصصة ومرافق داعمة.
على سبيل المثال، قدمت مشاريع هيكل شبكة مشابه لـ PoW + PoS لحل مشكلة القوة الحسابية. لقد أطلقوا أجهزة硬웨어 متخصصة للتعدين، بالإضافة إلى أصول NFT مشابهة لشهادات العمل. تهدف هذه المحاولات إلى إنشاء شبكة قوية للقوة الحسابية، تمهيدًا للاستخدام الواسع للتشفير المتماثل بالكامل.
آفاق مستقبل التشفير المتماثل بالكامل
إذا كان بإمكان الذكاء الاصطناعي استخدام تقنية التشفير المتماثل بالكامل على نطاق واسع، فسوف يدفع ذلك تقدم الذكاء الاصطناعي بشكل كبير، خاصة في مجالات أمان البيانات وحماية الخصوصية. من الأمن الوطني إلى حماية الخصوصية الشخصية، تتمتع تقنية التشفير المتماثل بالكامل بإمكانيات واسعة للتطبيق.
في ظل التطور السريع للذكاء الاصطناعي اليوم، أصبحت قضايا خصوصية البيانات أكثر أهمية. إذا تمكنت تقنية التشفير المتماثل بالكامل من النضوج حقًا، فستكون بلا شك آخر خط دفاع للبشرية في حماية الخصوصية في العصر الرقمي. مع التقدم المستمر في التكنولوجيا، لدينا أسباب لتوقع أن تلعب تقنية التشفير المتماثل بالكامل دورًا مهمًا في المزيد من المجالات في المستقبل، مما يوفر دعمًا تقنيًا قويًا لأمان البيانات وحماية الخصوصية.