التشفير المتماثل بالكامل(FHE) المفهوم يعود أصله إلى السبعينيات من القرن الماضي، لكنه كان صعب التحقيق لفترة طويلة. الفكرة الأساسية لـ FHE هي القيام بالحسابات على البيانات المشفرة دون الحاجة لفك تشفيرها مسبقًا. في البداية، كان بالإمكان إجراء عمليات بسيطة مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة فقط على البيانات المشفرة، وكان يُطلق على ذلك التشفير المتماثل الجزئي. في عام 2009، حقق كريغ جينتري اختراقًا كبيرًا، حيث أظهر إمكانية إجراء حسابات عشوائية على البيانات المشفرة، مما دفع تطوير FHE.
FHE هي تقنية تشفير متقدمة، تسمح بإجراء عمليات حسابية مباشرة على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك التشفير. هذا يعني أنه يمكن إجراء العمليات على النص المشفر وتوليد نتائج مشفرة، والنتائج بعد فك التشفير تتطابق مع نتائج إجراء نفس العمليات على النص الأصلي.
تشمل الميزات الرئيسية للتشفير المتماثل بالكامل:
التماثلية: إن الجمع أو الضرب على النص المشفر يعادل إجراء نفس العمليات على النص العادي.
إدارة الضوضاء: يؤدي التشفير المتماثل بالكامل إلى إدخال الضوضاء لضمان الأمان، ولكن الضوضاء تزداد بعد كل عملية. من الضروري التحكم في الضوضاء وتقليلها لضمان دقة الحساب.
العمليات غير المحدودة: على عكس بعض التشفير المتماثل (PHE) ونوع من التشفير المتماثل (SHE)، يدعم FHE عمليات الجمع والضرب غير المحدودة، ويمكن إجراء أي نوع من الحسابات على البيانات المشفرة.
التحدي الرئيسي الذي يواجه التشفير المتماثل بالكامل هو كفاءة الحساب. قد تكون تكلفة الحساب على النص المشفر أعلى من 10,000 إلى 1,000,000 مرة مقارنة بالحساب على النص الواضح. فقط عندما يمكن إجراء عمليات الجمع والضرب غير المحدودة على النص المشفر، يتم تحقيق التشفير المتماثل بالكامل.
يمكن تصنيف التشفير المتماثل إلى الفئات التالية بناءً على درجة التنفيذ:
التشفير المتماثل(PHE): يدعم عملية واحدة( الجمع أو الضرب) لعمليات غير محدودة.
نوع من التشفير المتماثل ( SHE ): يدعم عددًا محدودًا من عمليات الجمع والضرب.
التشفير المتماثل بالكامل(FHE):يدعم عمليات الجمع والضرب غير المحدودة، ويمكن إجراء أي حسابات على البيانات المشفرة.
الميزة الرئيسية للتشفير المتماثل بالكامل (FHE) هي القدرة على إجراء أي نوع من الحسابات على البيانات المشفرة، مع ضمان الخصوصية والأمان طوال العملية.
في مجال blockchain ، من المتوقع أن تصبح FHE تقنية رئيسية لحل مشكلات قابلية التوسع وحماية الخصوصية. الأنظمة الحالية للـ blockchain شفافة بشكل عام، حيث تكون جميع المعاملات والمتغيرات العقود الذكية عامة. يمكن لـ FHE تحويل blockchain الشفافة تمامًا إلى شكل مشفر جزئيًا، مع الحفاظ على القدرة على التحكم في العقود الذكية.
على سبيل المثال، تعمل إحدى الشركات على تطوير آلة افتراضية للتشفير المتماثل بالكامل، تسمح للمطورين بكتابة كود العقود الذكية التي تعمل على تشغيل بدائل التشفير المتماثل بالكامل. يمكن أن تحل هذه الطريقة مشكلة الخصوصية الحالية في blockchain، مما يجعل المدفوعات المشفرة والمقامرة عبر الإنترنت ممكنة، مع الاحتفاظ بمخطط المعاملات، مما يجعلها أكثر ملاءمة للرقابة مقارنة بحلول الخصوصية الأخرى.
يمكن لـ FHE أيضًا تحسين تجربة المستخدم لمشاريع الخصوصية من خلال استرجاع الرسائل الخاصة (OMR)، مما يسمح لعملاء المحفظة بمزامنة البيانات دون الكشف عن محتوى الوصول.
ومع ذلك، فإن التشفير المتماثل بالكامل لا يمكنه حل مشكلة قابلية التوسع في blockchain بشكل مباشر. قد يجمع استخدام التشفير المتماثل بالكامل مع إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP) لحل بعض التحديات المتعلقة بالقابلية للتوسع. يمكن أن يضمن التشفير المتماثل بالكامل القابل للتحقق تنفيذ الحساب بشكل صحيح، مما يوفر آلية حساب موثوقة لبيئة blockchain.
FHE و ZKP تقنيات مكملة، لكنها تخدم أغراضًا مختلفة. يسمح ZKP بالحسابات القابلة للتحقق وخصائص عدم المعرفة، مما يوفر حماية الخصوصية للحالة الخاصة. ومع ذلك، لا يمكن لـ ZKP توفير الخصوصية للحالة المشتركة، وهو أمر بالغ الأهمية للعديد من منصات التطبيقات اللامركزية. يمكن لـ FHE والحسابات متعددة الأطراف (MPC) سد هذه الفجوة، مما يسمح بإجراء حسابات على البيانات المشفرة دون الكشف عن البيانات نفسها.
تتأخر تطويرات التشفير المتماثل بالكامل حالياً بحوالي ثلاث إلى أربع سنوات عن الإثباتات الصفرية، لكنها تتقدم بسرعة. بدأت مشاريع الجيل الأول من التشفير المتماثل بالكامل في الاختبار، ومن المتوقع أن يتم إطلاق الشبكة الرئيسية في وقت لاحق من هذا العام. على الرغم من أن تكلفة حسابات التشفير المتماثل بالكامل لا تزال أعلى من الإثباتات الصفرية، إلا أن إمكانات تطبيقه على نطاق واسع قد بدأت في الظهور. بمجرد أن يدخل التشفير المتماثل بالكامل بيئة الإنتاج ويحقق النطاق، من المتوقع أن يتطور بسرعة مثل تجميعات ZK.
تواجه تطبيقات التشفير المتماثل بالكامل بعض التحديات، بما في ذلك كفاءة الحساب وإدارة المفاتيح. تعتبر عمليات التمهيد في التشفير المتماثل بالكامل كثيفة الحساب، ولكن تحسينات الخوارزمية والتحسينات الهندسية تعمل على تحسين كفاءتها باستمرار. بالنسبة لبعض التطبيقات المحددة، مثل تعلم الآلة، قد تكون البدائل التي لا تستخدم عمليات التمهيد أكثر كفاءة.
إدارة المفاتيح هي أيضًا تحدٍ مهم. تتطلب بعض مشاريع التشفير المتماثل بالكامل إدارة مفاتيح عتبة، مما ينطوي على مجموعة من الموثقين ذوي القدرة على فك التشفير. تحتاج هذه الطريقة إلى مزيد من التطوير للتغلب على مشكلة النقاط الفردية للفشل.
سوق التشفير المتماثل بالكامل يجذب اهتمام العديد من المستثمرين. بعض شركات رأس المال الاستثماري في مجال التشفير تستثمر بنشاط في مجال التشفير المتماثل بالكامل، حيث تدرك إمكاناته. بعض المشاريع تقوم بتطوير تطبيقات تعتمد على التشفير المتماثل بالكامل، مثل المقامرة عبر الإنترنت، والمدفوعات التجارية، والألعاب.
تطبيقات FHE( و TFHE) دمجت التشفير المتماثل مع تقنيات MPC و blockchain، مما يفتح آفاقًا جديدة في مشهد التطبيقات. إن صداقة مطوري التشفير المتماثل تسهل البرمجة باستخدام لغات العقود الذكية الشائعة، مما يعزز من عمليتها في تطوير التطبيقات.
تختلف بيئة القوانين المتعلقة بالتشفير المتماثل بالكامل (FHE) من منطقة إلى أخرى. على الرغم من أن خصوصية البيانات تحظى بدعم عام، إلا أن خصوصية المالية لا تزال مجالًا مثيرًا للجدل. يمتلك التشفير المتماثل بالكامل (FHE) القدرة على تعزيز حماية خصوصية البيانات، مما يسمح للمستخدمين بالاحتفاظ بملكية البيانات وربما الاستفادة منها، مع الحفاظ على الفوائد الاجتماعية مثل الإعلانات المستهدفة.
نتطلع إلى المستقبل، من المتوقع أن تجعل الأبحاث النظرية، وتطوير البرمجيات، وتحسين الأجهزة، وتحسين الخوارزميات التشفير المتماثل بالكامل أكثر عملية. إن تطوير التشفير المتماثل بالكامل ينتقل من مرحلة البحث النظري إلى مرحلة التطبيق العملي، ومن المتوقع أن تحقق تقدمًا ملحوظًا في السنوات الثلاث إلى الخمس المقبلة.
بشكل عام، فإن التشفير المتماثل بالكامل يقف في ذروة ثورة مجال التشفير، حيث يقدم إمكانيات جديدة لحلول الخصوصية والأمان. مع التقدم المستمر في التكنولوجيا واهتمام رأس المال الاستثماري المستمر، من المتوقع أن يحقق التشفير المتماثل بالكامل تطبيقًا واسع النطاق، مما يحل القضايا الرئيسية المتعلقة بقابلية توسع البلوكشين وحماية الخصوصية. مع نضوج التكنولوجيا، من المتوقع أن يفتح التشفير المتماثل بالكامل إمكانيات جديدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات الابتكارية في النظام البيئي للتشفير.
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.
التشفير المتماثل بالكامل FHE: الحل المستقبلي لخصوصية البلوكتشين وقابلية التوسع
التشفير المتماثل بالكامل(FHE)التطور والتطبيق
التشفير المتماثل بالكامل(FHE) المفهوم يعود أصله إلى السبعينيات من القرن الماضي، لكنه كان صعب التحقيق لفترة طويلة. الفكرة الأساسية لـ FHE هي القيام بالحسابات على البيانات المشفرة دون الحاجة لفك تشفيرها مسبقًا. في البداية، كان بالإمكان إجراء عمليات بسيطة مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة فقط على البيانات المشفرة، وكان يُطلق على ذلك التشفير المتماثل الجزئي. في عام 2009، حقق كريغ جينتري اختراقًا كبيرًا، حيث أظهر إمكانية إجراء حسابات عشوائية على البيانات المشفرة، مما دفع تطوير FHE.
FHE هي تقنية تشفير متقدمة، تسمح بإجراء عمليات حسابية مباشرة على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك التشفير. هذا يعني أنه يمكن إجراء العمليات على النص المشفر وتوليد نتائج مشفرة، والنتائج بعد فك التشفير تتطابق مع نتائج إجراء نفس العمليات على النص الأصلي.
تشمل الميزات الرئيسية للتشفير المتماثل بالكامل:
التماثلية: إن الجمع أو الضرب على النص المشفر يعادل إجراء نفس العمليات على النص العادي.
إدارة الضوضاء: يؤدي التشفير المتماثل بالكامل إلى إدخال الضوضاء لضمان الأمان، ولكن الضوضاء تزداد بعد كل عملية. من الضروري التحكم في الضوضاء وتقليلها لضمان دقة الحساب.
العمليات غير المحدودة: على عكس بعض التشفير المتماثل (PHE) ونوع من التشفير المتماثل (SHE)، يدعم FHE عمليات الجمع والضرب غير المحدودة، ويمكن إجراء أي نوع من الحسابات على البيانات المشفرة.
التحدي الرئيسي الذي يواجه التشفير المتماثل بالكامل هو كفاءة الحساب. قد تكون تكلفة الحساب على النص المشفر أعلى من 10,000 إلى 1,000,000 مرة مقارنة بالحساب على النص الواضح. فقط عندما يمكن إجراء عمليات الجمع والضرب غير المحدودة على النص المشفر، يتم تحقيق التشفير المتماثل بالكامل.
يمكن تصنيف التشفير المتماثل إلى الفئات التالية بناءً على درجة التنفيذ:
الميزة الرئيسية للتشفير المتماثل بالكامل (FHE) هي القدرة على إجراء أي نوع من الحسابات على البيانات المشفرة، مع ضمان الخصوصية والأمان طوال العملية.
في مجال blockchain ، من المتوقع أن تصبح FHE تقنية رئيسية لحل مشكلات قابلية التوسع وحماية الخصوصية. الأنظمة الحالية للـ blockchain شفافة بشكل عام، حيث تكون جميع المعاملات والمتغيرات العقود الذكية عامة. يمكن لـ FHE تحويل blockchain الشفافة تمامًا إلى شكل مشفر جزئيًا، مع الحفاظ على القدرة على التحكم في العقود الذكية.
على سبيل المثال، تعمل إحدى الشركات على تطوير آلة افتراضية للتشفير المتماثل بالكامل، تسمح للمطورين بكتابة كود العقود الذكية التي تعمل على تشغيل بدائل التشفير المتماثل بالكامل. يمكن أن تحل هذه الطريقة مشكلة الخصوصية الحالية في blockchain، مما يجعل المدفوعات المشفرة والمقامرة عبر الإنترنت ممكنة، مع الاحتفاظ بمخطط المعاملات، مما يجعلها أكثر ملاءمة للرقابة مقارنة بحلول الخصوصية الأخرى.
يمكن لـ FHE أيضًا تحسين تجربة المستخدم لمشاريع الخصوصية من خلال استرجاع الرسائل الخاصة (OMR)، مما يسمح لعملاء المحفظة بمزامنة البيانات دون الكشف عن محتوى الوصول.
ومع ذلك، فإن التشفير المتماثل بالكامل لا يمكنه حل مشكلة قابلية التوسع في blockchain بشكل مباشر. قد يجمع استخدام التشفير المتماثل بالكامل مع إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP) لحل بعض التحديات المتعلقة بالقابلية للتوسع. يمكن أن يضمن التشفير المتماثل بالكامل القابل للتحقق تنفيذ الحساب بشكل صحيح، مما يوفر آلية حساب موثوقة لبيئة blockchain.
FHE و ZKP تقنيات مكملة، لكنها تخدم أغراضًا مختلفة. يسمح ZKP بالحسابات القابلة للتحقق وخصائص عدم المعرفة، مما يوفر حماية الخصوصية للحالة الخاصة. ومع ذلك، لا يمكن لـ ZKP توفير الخصوصية للحالة المشتركة، وهو أمر بالغ الأهمية للعديد من منصات التطبيقات اللامركزية. يمكن لـ FHE والحسابات متعددة الأطراف (MPC) سد هذه الفجوة، مما يسمح بإجراء حسابات على البيانات المشفرة دون الكشف عن البيانات نفسها.
تتأخر تطويرات التشفير المتماثل بالكامل حالياً بحوالي ثلاث إلى أربع سنوات عن الإثباتات الصفرية، لكنها تتقدم بسرعة. بدأت مشاريع الجيل الأول من التشفير المتماثل بالكامل في الاختبار، ومن المتوقع أن يتم إطلاق الشبكة الرئيسية في وقت لاحق من هذا العام. على الرغم من أن تكلفة حسابات التشفير المتماثل بالكامل لا تزال أعلى من الإثباتات الصفرية، إلا أن إمكانات تطبيقه على نطاق واسع قد بدأت في الظهور. بمجرد أن يدخل التشفير المتماثل بالكامل بيئة الإنتاج ويحقق النطاق، من المتوقع أن يتطور بسرعة مثل تجميعات ZK.
تواجه تطبيقات التشفير المتماثل بالكامل بعض التحديات، بما في ذلك كفاءة الحساب وإدارة المفاتيح. تعتبر عمليات التمهيد في التشفير المتماثل بالكامل كثيفة الحساب، ولكن تحسينات الخوارزمية والتحسينات الهندسية تعمل على تحسين كفاءتها باستمرار. بالنسبة لبعض التطبيقات المحددة، مثل تعلم الآلة، قد تكون البدائل التي لا تستخدم عمليات التمهيد أكثر كفاءة.
إدارة المفاتيح هي أيضًا تحدٍ مهم. تتطلب بعض مشاريع التشفير المتماثل بالكامل إدارة مفاتيح عتبة، مما ينطوي على مجموعة من الموثقين ذوي القدرة على فك التشفير. تحتاج هذه الطريقة إلى مزيد من التطوير للتغلب على مشكلة النقاط الفردية للفشل.
سوق التشفير المتماثل بالكامل يجذب اهتمام العديد من المستثمرين. بعض شركات رأس المال الاستثماري في مجال التشفير تستثمر بنشاط في مجال التشفير المتماثل بالكامل، حيث تدرك إمكاناته. بعض المشاريع تقوم بتطوير تطبيقات تعتمد على التشفير المتماثل بالكامل، مثل المقامرة عبر الإنترنت، والمدفوعات التجارية، والألعاب.
تطبيقات FHE( و TFHE) دمجت التشفير المتماثل مع تقنيات MPC و blockchain، مما يفتح آفاقًا جديدة في مشهد التطبيقات. إن صداقة مطوري التشفير المتماثل تسهل البرمجة باستخدام لغات العقود الذكية الشائعة، مما يعزز من عمليتها في تطوير التطبيقات.
تختلف بيئة القوانين المتعلقة بالتشفير المتماثل بالكامل (FHE) من منطقة إلى أخرى. على الرغم من أن خصوصية البيانات تحظى بدعم عام، إلا أن خصوصية المالية لا تزال مجالًا مثيرًا للجدل. يمتلك التشفير المتماثل بالكامل (FHE) القدرة على تعزيز حماية خصوصية البيانات، مما يسمح للمستخدمين بالاحتفاظ بملكية البيانات وربما الاستفادة منها، مع الحفاظ على الفوائد الاجتماعية مثل الإعلانات المستهدفة.
نتطلع إلى المستقبل، من المتوقع أن تجعل الأبحاث النظرية، وتطوير البرمجيات، وتحسين الأجهزة، وتحسين الخوارزميات التشفير المتماثل بالكامل أكثر عملية. إن تطوير التشفير المتماثل بالكامل ينتقل من مرحلة البحث النظري إلى مرحلة التطبيق العملي، ومن المتوقع أن تحقق تقدمًا ملحوظًا في السنوات الثلاث إلى الخمس المقبلة.
بشكل عام، فإن التشفير المتماثل بالكامل يقف في ذروة ثورة مجال التشفير، حيث يقدم إمكانيات جديدة لحلول الخصوصية والأمان. مع التقدم المستمر في التكنولوجيا واهتمام رأس المال الاستثماري المستمر، من المتوقع أن يحقق التشفير المتماثل بالكامل تطبيقًا واسع النطاق، مما يحل القضايا الرئيسية المتعلقة بقابلية توسع البلوكشين وحماية الخصوصية. مع نضوج التكنولوجيا، من المتوقع أن يفتح التشفير المتماثل بالكامل إمكانيات جديدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات الابتكارية في النظام البيئي للتشفير.