تقنية FHE: أمل جديد لحماية خصوصية البيانات

التشفير المتجانس بالكامل ( FHE ) هو تقنية تشفير متقدمة يمكنها إجراء الحسابات على البيانات المشفرة مباشرة، مما يسمح بمعالجة البيانات مع حماية الخصوصية في نفس الوقت. يوجد لـ FHE تطبيقات محتملة في مجالات متعددة مثل المالية والرعاية الصحية والحوسبة السحابية، ولكن لا يزال هناك بعض المسافة قبل الوصول إلى التشغيل التجاري على نطاق واسع، حيث أن التحدي الرئيسي هو التكلفة الحسابية الكبيرة.

المبادئ الأساسية لـ FHE

الفكرة الأساسية لـ FHE هي استخدام كثيرات الحدود لإخفاء البيانات الأصلية، ومن خلال إجراء الحسابات على كثيرات الحدود لتحقيق معالجة البيانات المشفرة. تشمل الخطوات المحددة:

1. اختر متعددة الحدود للمفتاح
2. إنشاء كثيرة الحدود العشوائية
3. إدخال متعددة الحدود "الأخطاء" الصغيرة
4. استخدم الحدود المتعددة أعلاه لتشفير البيانات الأصلية

لحل مشكلة تراكم الضوضاء أثناء عملية الحساب، اعتمدت FHE تقنيات مثل تبديل المفاتيح، وتبديل الأعداد، والتوجيه. من بين هذه التقنيات، يمكن لتقنية التوجيه إعادة ضبط الضوضاء، مما يتيح حسابات غير محدودة العمق، وهي جوهر FHE.

تشمل الحلول الرائجة حاليًا FHE مثل BGV و BFV و CKKS، وكلها تعتمد على تقنية التوجيه.

التحديات التي تواجه FHE

أكبر تحدٍ لـ FHE هو أن تكاليف حسابه ضخمة للغاية ، أبطأ بملايين المرات من الحسابات العادية. لهذا الغرض ، أطلق مكتب مشاريع الأبحاث المتقدمة التابع لوزارة الدفاع الأمريكية (DARPA) مشروع DPRIVE ، والذي يهدف إلى زيادة سرعة حسابات FHE إلى 1/10 من الحسابات العادية.

تعمل DPRIVE بشكل رئيسي من الجوانب التالية:

• زيادة طول معالج البيانات
• تطوير معالجات ASIC مخصصة
• بناء هيكلية MIMD المتوازية

على الرغم من أن التقدم بطيء، إلا أن القيمة الفريدة لـ FHE في حماية البيانات الحساسة تجعلها لا تزال ذات أهمية طويلة الأمد.

تطبيق FHE في سلسلة الكتل

يمكن تطبيق FHE على حماية الخصوصية في blockchain، بما في ذلك:

• الخصوصية على السلسلة
• خصوصية بيانات تدريب الذكاء الاصطناعي
• التصويت السري على البلوكشين
• مراجعة خصوصية المعاملات على السلسلة
• مقاومة MEV

لكن FHE ستجلب أيضًا تحديات جديدة، مثل تقليل سعة الشبكة وزيادة عتبة تشغيل العقد.

المشاريع الرئيسية لـ FHE

تتضمن المشاريع الرئيسية لـ FHE ما يلي:

• زاما: بناءً على خطة TFHE، تم إنشاء مجموعة تطوير كاملة.
• Fhenix: بناء طبقة الخصوصية 2 على Zama
• Privasea: استخدام FHE في حساب بيانات LLM
• شبكة إنكو: بناء طبقة FHE 1
• Arcium: دمج تقنيات FHE و MPC و ZK
• شبكة العقل: شبكة إعادة التخزين مبنية على FHE
• Octra: استخدام تقنية الهايبرغراف لتنفيذ FHE

! 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

لا تزال FHE في مرحلة مبكرة، وتواجه العديد من التحديات التقنية والتجارية. ولكن مع دخول المزيد من الأموال والفرق، بالإضافة إلى تطوير شرائح مخصصة، من المتوقع أن تحدث FHE ثورة في مجالات الدفاع والمالية والرعاية الصحية، وتحرر إمكانيات البيانات الخاصة.