FHE: التقنية الأساسية لحوسبة الخصوصية في المستقبل

FHE (التشفير المتجانس بالكامل) هي تقنية تشفير متقدمة، قادرة على إجراء الحسابات مباشرة على البيانات المشفرة، مما يسمح بمعالجة البيانات مع حماية الخصوصية في الوقت نفسه. لدى FHE العديد من التطبيقات المحتملة، خاصة في مجالات معالجة وتحليل البيانات التي تتطلب حماية الخصوصية، مثل المالية، والرعاية الصحية، والحوسبة السحابية، وتعلم الآلة، وأنظمة التصويت، وإنترنت الأشياء، وحماية الخصوصية في البلوكشين، وغيرها. لكن لا يزال يتطلب الأمر وقتًا لتجاريها، والتحدي الرئيسي هو النفقات الكبيرة من حيث الحساب والذاكرة التي يسببها الخوارزم، مما يجعل القابلية للتوسع ضعيفة.

! [أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر الاختفاء](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6652c7b75197ecd9f3895bb3599aa9b6.webp019283746574839201

المبادئ الأساسية لـ FHE

الجوهر في FHE هو استخدام المتعددات لإخفاء المعلومات الأصلية. عملية تشفير FHE المبسطة هي كما يلي:

1. اختر متعددة الحدود المفتاحية s)x(
2. إنشاء كثيرات الحدود العشوائية a)x(
3. إنشاء “خطأ” متعدد الحدود الصغير e)x(
4. نص مشفر m: c)x( = m + a)x(*s)x( + e)x(

عند فك التشفير، يكفي معرفة s)x(، لاستعادة m من c)x(. يمكن أن تعزز إدخال العشوائية والأخطاء الأمن.

لدعم الحسابات على البيانات المشفرة، تحول FHE العمليات إلى “دوائر”. ولكن كل عملية تضيف ضوضاء، وعندما تكون الضوضاء مرتفعة جداً، لا يمكن فك التشفير بشكل صحيح. لحل هذه المشكلة، تعتمد FHE على التقنيات الرئيسية التالية:

• تبديل المفتاح: تقليل حجم النص المشفر
• تبديل المودول: التحكم في زيادة الضوضاء
• Bootstrap: إعادة ضبط الضوضاء إلى المستوى الأولي

تستخدم معظم حلول FHE الرئيسية حاليًا تقنية Bootstrap، لكن تكلفة الحساب لا تزال كبيرة.

! [أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4a7670767b0963cded31da66c52ad97e.webp(

التحديات التي تواجه FHE

التحدي الرئيسي لـ FHE هو تكاليفه الحسابية الكبيرة. بالمقارنة مع الحسابات العادية، فإن سرعة حساب FHE أبطأ بحوالي مليون مرة. لتحسين أداء FHE، أطلقت وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة الدفاعية الأمريكية )DARPA( في عام 2021 برنامج Dprive، والذي يهدف إلى زيادة سرعة حساب FHE إلى 1/10 من سرعة الحسابات العادية. يركز البرنامج بشكل أساسي على الجوانب التالية:

1. زيادة طول كلمة المعالج
2. تطوير معالجات ASIC المتخصصة
3. بناء بنية MIMD المتوازية

على الرغم من التقدم البطيء، إلا أن تقنية FHE لا تزال لها أهمية كبيرة في حماية البيانات الحساسة على المدى الطويل، خاصة في المجالات العسكرية والطبية والمالية.

! [أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتديا عباءة هاري بوتر الاختفاء])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-186e4abe7434e22b3daf0389cf199699.webp019283746574839201

تطبيق FHE في blockchain

في مجال blockchain، تُستخدم FHE بشكل أساسي لحماية خصوصية البيانات، وتشمل اتجاهات التطبيق ما يلي:

• الخصوصية على السلسلة
• خصوصية بيانات تدريب الذكاء الاصطناعي
• خصوصية التصويت على السلسلة
• مراجعة معاملات الخصوصية على السلسلة
• الحلول المحتملة لمشكلة MEV

لكن FHE يواجه أيضًا تحديات كبيرة تتمثل في زيادة متطلبات تشغيل العقد وتقليل القدرة على معالجة الشبكة.

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

المشاريع الرئيسية لـ FHE

تشمل المشاريع الرئيسية لـ FHE ما يلي:

• Zama: توفر مجموعة تطوير تعتمد على TFHE
• Fhenix: بناء Layer 2 مع التركيز على الخصوصية
• Privasea: موجه لعمليات بيانات LLM
• شبكة Inco: بناء طبقة FHE 1
• Arcium: دمج تقنيات التشفير المتنوعة
• شبكة العقل: مسار إعادة التخزين

من بين ذلك، تعتبر Zama مزود تقنية FHE المستخدمة من قبل معظم المشاريع.

! 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

! أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر

آفاق المستقبل

تظل تقنية FHE في مراحلها المبكرة، وتطورها أبطأ مقارنة بتقنية ZK. ولكن مع زيادة اهتمام رأس المال وتطوير الشرائح المخصصة لـ FHE، من المتوقع أن تحدث FHE تحولات عميقة في مجالات الدفاع والتمويل والطب. سيكون تطبيق شرائح FHE شرطًا مهمًا لتجارتها.

على الرغم من مواجهة العديد من التحديات التقنية، فإن تقنية FHE، باعتبارها تقنية متطورة ذات طلب واضح، لا تزال لديها إمكانيات كبيرة في المستقبل. من المتوقع أن تطلق العنان للإمكانات الهائلة من دمج البيانات الخاصة مع الخوارزميات الكمومية وغيرها من التقنيات الناشئة، مما يؤدي إلى تطور متفجر.