التشفير المتماثل بالكاملFHE: تقنية ثورية في عالم التشفير
تراجعت السوق مؤخرًا، مما أتاح لنا مزيدًا من الوقت للتركيز على تطوير بعض التقنيات الناشئة. على الرغم من أن سوق التشفير في عام 2024 ليس بنفس الزخم الذي شهدته السنوات السابقة، لا يزال هناك بعض التقنيات الجديدة التي تكتسب نضجًا تدريجيًا، ومن بينها الموضوع الذي سنناقشه اليوم: التشفير المتماثل بالكامل.
لفهم هذا المفهوم المعقد FHE، نحتاج أولاً إلى توضيح معاني "التشفير" و"المتماثل"، ولماذا يتم التأكيد على كلمة "الكاملة".
مفهوم التشفير الأساسي
التشفير هو مفهوم معروف على نطاق واسع. على سبيل المثال، إذا كانت أليس تريد إرسال رسالة سرية إلى بوب عبر طرف ثالث (C) ولا تريد أن يعرف C المحتوى، يمكنها استخدام طريقة تشفير بسيطة: ضرب كل رقم في 2. وهكذا، تصبح الرسالة المرسلة "2628 1040". عندما يستلم بوب الرسالة، يحتاج فقط إلى قسمة كل رقم على 2 لفك تشفير المحتوى الأصلي. تسمح هذه الطريقة في التشفير المتماثل للناس بتبادل المعلومات دون الثقة في المرسل.
التشفير المتماثل المتقدم
الآن، دعونا نجعل الأمور أكثر تعقيدًا. لنفترض أن أليس تبلغ من العمر 7 سنوات فقط وتعرف كيفية إجراء العمليات الأساسية مثل الضرب في 2 والقسمة على 2. تحتاج إلى حساب فاتورة الكهرباء لمدة 12 شهرًا، حيث تبلغ 400 يوان شهريًا، لكن هذا يتجاوز قدرتها على الحساب. في الوقت نفسه، لا تريد أن يعرف الآخرون المعلومات الدقيقة حول فاتورة الكهرباء.
في هذه الحالة، يمكن لأليس استخدام التشفير المتماثل البسيط. لقد قامت بضرب 400 و 12 في 2، فحصلت على 800 و 24، ثم طلبت من C حساب 800×24. بعد أن حسب C النتيجة 19200، قسمت أليس هذا الرقم على 2 مرتين، وبالتالي حصلت على إجمالي فاتورة الكهرباء الصحيح وهو 4800 يوان.
تظهر هذه العملية الفكرة الأساسية للتشفير المتماثل: إجراء العمليات على البيانات المشفرة، والنتيجة التي تم فك تشفيرها تعادل نتيجة العمليات التي تم إجراؤها مباشرة على البيانات الأصلية.
التشفير المتماثل بالكامل ضرورة
ومع ذلك، فإن الأسلوب البسيط المذكور للتشفير المتماثل يحمل مخاطر التعرض للاختراق. على سبيل المثال، قد يتمكن C من استنتاج البيانات الأصلية باستخدام طريقة البحث الشامل. وهذا يتطلب إدخال أساليب تشفير أكثر تعقيدًا، أي التشفير المتماثل بالكامل.
التشفير المتماثل بالكامل يسمح بإجراء أي عدد من العمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة، وليس فقط عدد معين من العمليات. هذا يزيد بشكل كبير من صعوبة الاختراق، مما يجعل حتى العمليات متعددة الحدود المعقدة يمكن تنفيذها مع حماية خصوصية البيانات.
حتى عام 2009، كانت الأفكار الجديدة التي قدمها جنتري وزملاؤه هي التي فتحت فعلاً إمكانية التشفير المتماثل بالكامل.
آفاق تطبيق التشفير المتماثل بالكامل
تتمتع تقنية FHE بقيمة تطبيقية محتملة في مجالات متعددة، خاصة في مجال الذكاء الاصطناعي (AI).
تتطلب تطوير الذكاء الاصطناعي كميات كبيرة من البيانات، ولكن الكثير من البيانات تحمل حساسية عالية. يمكن للتشفير المتماثل بالكامل معالجة البيانات المشفرة دون الكشف عن البيانات الأصلية. بهذه الطريقة، يمكن للمستخدمين الاستفادة من القوة الحسابية الهائلة للذكاء الاصطناعي مع حماية الخصوصية.
على سبيل المثال، في تقنية التعرف على الوجوه، يمكن أن يسمح التشفير المتماثل بالكامل (FHE) للآلة بتحديد ما إذا كان الشخص حقيقياً دون الحاجة للوصول إلى أي معلومات حساسة عن الوجه. هذا يحل مشكلة "استخدام البيانات وحماية الخصوصية".
تحديات وتطور التشفير المتماثل بالكامل
على الرغم من أن التشفير المتماثل بالكامل لديه آفاق واسعة، إلا أن تطبيقه الفعلي لا يزال يواجه تحديات كبيرة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه يحتاج إلى موارد حسابية ضخمة. لحل هذه المشكلة، يقوم بعض المشاريع بتطوير أجهزة وهياكل شبكة مخصصة لدعم عمليات التشفير المتماثل بالكامل.
مع انتشار تقنيات الذكاء الاصطناعي، أصبحت مشاكل خصوصية البيانات والأمان أكثر أهمية. من فتح الوجه على الأجهزة الشخصية إلى الأمن المعلوماتي على المستوى الوطني، يمكن أن تلعب تقنيات التشفير المتماثل بالكامل دورًا مهمًا. إذا استطاعت تقنيات التشفير المتماثل بالكامل أن تتطور حقًا، فسوف تصبح خط الدفاع الأخير لحماية خصوصية البشر في عصر الذكاء الاصطناعي.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تقنية FHE: أداة حماية خصوصية البيانات في عصر الذكاء الاصطناعي
التشفير المتماثل بالكاملFHE: تقنية ثورية في عالم التشفير
تراجعت السوق مؤخرًا، مما أتاح لنا مزيدًا من الوقت للتركيز على تطوير بعض التقنيات الناشئة. على الرغم من أن سوق التشفير في عام 2024 ليس بنفس الزخم الذي شهدته السنوات السابقة، لا يزال هناك بعض التقنيات الجديدة التي تكتسب نضجًا تدريجيًا، ومن بينها الموضوع الذي سنناقشه اليوم: التشفير المتماثل بالكامل.
لفهم هذا المفهوم المعقد FHE، نحتاج أولاً إلى توضيح معاني "التشفير" و"المتماثل"، ولماذا يتم التأكيد على كلمة "الكاملة".
مفهوم التشفير الأساسي
التشفير هو مفهوم معروف على نطاق واسع. على سبيل المثال، إذا كانت أليس تريد إرسال رسالة سرية إلى بوب عبر طرف ثالث (C) ولا تريد أن يعرف C المحتوى، يمكنها استخدام طريقة تشفير بسيطة: ضرب كل رقم في 2. وهكذا، تصبح الرسالة المرسلة "2628 1040". عندما يستلم بوب الرسالة، يحتاج فقط إلى قسمة كل رقم على 2 لفك تشفير المحتوى الأصلي. تسمح هذه الطريقة في التشفير المتماثل للناس بتبادل المعلومات دون الثقة في المرسل.
التشفير المتماثل المتقدم
الآن، دعونا نجعل الأمور أكثر تعقيدًا. لنفترض أن أليس تبلغ من العمر 7 سنوات فقط وتعرف كيفية إجراء العمليات الأساسية مثل الضرب في 2 والقسمة على 2. تحتاج إلى حساب فاتورة الكهرباء لمدة 12 شهرًا، حيث تبلغ 400 يوان شهريًا، لكن هذا يتجاوز قدرتها على الحساب. في الوقت نفسه، لا تريد أن يعرف الآخرون المعلومات الدقيقة حول فاتورة الكهرباء.
في هذه الحالة، يمكن لأليس استخدام التشفير المتماثل البسيط. لقد قامت بضرب 400 و 12 في 2، فحصلت على 800 و 24، ثم طلبت من C حساب 800×24. بعد أن حسب C النتيجة 19200، قسمت أليس هذا الرقم على 2 مرتين، وبالتالي حصلت على إجمالي فاتورة الكهرباء الصحيح وهو 4800 يوان.
تظهر هذه العملية الفكرة الأساسية للتشفير المتماثل: إجراء العمليات على البيانات المشفرة، والنتيجة التي تم فك تشفيرها تعادل نتيجة العمليات التي تم إجراؤها مباشرة على البيانات الأصلية.
التشفير المتماثل بالكامل ضرورة
ومع ذلك، فإن الأسلوب البسيط المذكور للتشفير المتماثل يحمل مخاطر التعرض للاختراق. على سبيل المثال، قد يتمكن C من استنتاج البيانات الأصلية باستخدام طريقة البحث الشامل. وهذا يتطلب إدخال أساليب تشفير أكثر تعقيدًا، أي التشفير المتماثل بالكامل.
التشفير المتماثل بالكامل يسمح بإجراء أي عدد من العمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة، وليس فقط عدد معين من العمليات. هذا يزيد بشكل كبير من صعوبة الاختراق، مما يجعل حتى العمليات متعددة الحدود المعقدة يمكن تنفيذها مع حماية خصوصية البيانات.
حتى عام 2009، كانت الأفكار الجديدة التي قدمها جنتري وزملاؤه هي التي فتحت فعلاً إمكانية التشفير المتماثل بالكامل.
آفاق تطبيق التشفير المتماثل بالكامل
تتمتع تقنية FHE بقيمة تطبيقية محتملة في مجالات متعددة، خاصة في مجال الذكاء الاصطناعي (AI).
تتطلب تطوير الذكاء الاصطناعي كميات كبيرة من البيانات، ولكن الكثير من البيانات تحمل حساسية عالية. يمكن للتشفير المتماثل بالكامل معالجة البيانات المشفرة دون الكشف عن البيانات الأصلية. بهذه الطريقة، يمكن للمستخدمين الاستفادة من القوة الحسابية الهائلة للذكاء الاصطناعي مع حماية الخصوصية.
على سبيل المثال، في تقنية التعرف على الوجوه، يمكن أن يسمح التشفير المتماثل بالكامل (FHE) للآلة بتحديد ما إذا كان الشخص حقيقياً دون الحاجة للوصول إلى أي معلومات حساسة عن الوجه. هذا يحل مشكلة "استخدام البيانات وحماية الخصوصية".
تحديات وتطور التشفير المتماثل بالكامل
على الرغم من أن التشفير المتماثل بالكامل لديه آفاق واسعة، إلا أن تطبيقه الفعلي لا يزال يواجه تحديات كبيرة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه يحتاج إلى موارد حسابية ضخمة. لحل هذه المشكلة، يقوم بعض المشاريع بتطوير أجهزة وهياكل شبكة مخصصة لدعم عمليات التشفير المتماثل بالكامل.
مع انتشار تقنيات الذكاء الاصطناعي، أصبحت مشاكل خصوصية البيانات والأمان أكثر أهمية. من فتح الوجه على الأجهزة الشخصية إلى الأمن المعلوماتي على المستوى الوطني، يمكن أن تلعب تقنيات التشفير المتماثل بالكامل دورًا مهمًا. إذا استطاعت تقنيات التشفير المتماثل بالكامل أن تتطور حقًا، فسوف تصبح خط الدفاع الأخير لحماية خصوصية البشر في عصر الذكاء الاصطناعي.