مناقشة مضمون تقنية التشفير المتماثل بالكامل وآفاق تطبيقها

تشير السوق مؤخرًا إلى تراجع، مما يوفر لنا المزيد من الوقت للتركيز على تطوير التقنيات الناشئة. على الرغم من أن سوق التشفير في عام 2024 قد لا يكون متقلبًا كما كان في السنوات السابقة، إلا أن هناك بعض التقنيات الجديدة التي تنضج تدريجيًا. اليوم، سوف نركز على تقنية مثيرة للاهتمام - التشفير المتماثل بالكامل (Fully Homomorphic Encryption، اختصارًا FHE).

لفهم هذا المفهوم المعقد FHE، نحتاج أولاً إلى فهم معاني "التشفير" و"المتماثل"، ولماذا نحتاج إلى كلمة "كامل" كصفة.

التشفير الأساسي للمفاهيم

التشفير هو وسيلة شائعة لحماية أمان المعلومات. على سبيل المثال، إذا أرادت آليس تمرير رسالة سرية إلى بوب من خلال طرف ثالث "1314 520"، يمكنها استخدام طريقة تشفير بسيطة، مثل ضرب كل رقم في 2، ليصبح "2628 1040". بعد أن يتلقى بوب الرسالة، يمكنه فقط قسمة كل رقم على 2 لفك تشفير المعلومات الأصلية. تتيح هذه الطريقة لآليس وبوب تبادل المعلومات بأمان دون الثقة في المرسل.

التشفير المتماثل

التشفير المتماثل يأخذ خطوة إضافية، حيث يسمح بإجراء الحسابات على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك تشفيرها أولاً. على سبيل المثال، تحتاج أليس إلى حساب إجمالي فاتورة الكهرباء لمنزلها على مدار 12 شهرًا (400 يوان شهريًا)، لكنها ليست جيدة في الحسابات المعقدة ولا ترغب في الكشف عن المبالغ الدقيقة. يمكنها تشفير 400 و12 على حدة عن طريق ضربهما في 2، ثم تطلب من شخص ما حساب نتيجة 800×24. بعد الحصول على 19200، تحتاج أليس فقط إلى قسمة النتيجة على 4 لتعرف أن إجمالي فاتورة الكهرباء الفعلية هو 4800 يوان. خلال هذه العملية، لا يستطيع الحساب معرفة البيانات الأصلية، مما يعكس خصائص التشفير المتماثل.

ضرورة التشفير المتماثل بالكامل

ومع ذلك، قد يتم كسر التشفير المتماثل البسيط. لزيادة الأمان، من الضروري إدخال طرق تشفير أكثر تعقيدًا، مثل عمليات الضرب والجمع المتعددة. يسمح التشفير المتماثل بالكامل بإجراء عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة لعدد غير محدود من المرات، مما يزيد بشكل كبير من الأمان، مما يجعل من المستحيل تقريبًا على الأطراف الثالثة استنتاج البيانات الأصلية.

آفاق تطبيق تقنية التشفير المتماثل بالكامل

تتمتع تقنية التشفير المتماثل بالكامل بآفاق واسعة في مجال الذكاء الاصطناعي. تحتاج نماذج الذكاء الاصطناعي إلى تدريب على كميات كبيرة من البيانات، ولكن غالبًا ما تتعلق هذه البيانات بالخصوصية. يمكن أن يسمح التشفير المتماثل بالكامل بمعالجة البيانات المشفرة مع حماية خصوصية البيانات. على سبيل المثال، يمكن للمستخدم تشفير البيانات الحساسة ثم تقديمها للذكاء الاصطناعي لإجراء الحسابات، ويقوم الذكاء الاصطناعي بإرجاع النتائج المشفرة، ويمكن للمستخدم فك تشفيرها محليًا للحصول على المعلومات المطلوبة، وخلال هذه العملية لا يمكن للذكاء الاصطناعي الوصول إلى البيانات الأصلية.

تعتبر هذه التقنية ذات أهمية كبيرة في السيناريوهات التي تتطلب حماية الخصوصية، مثل التعرف على الوجه وغيرها. يمكنها تحقيق وظائف مثل التحقق من الهوية دون الكشف عن المعلومات الحساسة الشخصية.

تحديات التشفير المتماثل بالكامل وحلولها

على الرغم من أن التشفير المتماثل بالكامل لديه آفاق واسعة، إلا أن تطبيقاته العملية تواجه متطلبات هائلة من حيث الموارد الحاسوبية. لمواجهة هذه المشكلة، تعمل بعض المشاريع على تطوير أجهزة وهياكل شبكة مخصصة. على سبيل المثال، اقترحت بعض المشاريع هياكل شبكة تجمع بين آليات مثل إثبات العمل وإثبات الحصة، وقامت بتطوير أجهزة تعدين مخصصة لإنشاء شبكة قوية من قوة الحوسبة لدعم عمليات التشفير المتماثل بالكامل.

تأثير التشفير المتماثل بالكامل على الذكاء الاصطناعي وخصوصية البيانات

إذا كانت تقنية FHE يمكن أن تُستخدم على نطاق واسع في مجال الذكاء الاصطناعي، فسوف تخفف بشكل كبير من مشاكل الخصوصية والأمان المتعلقة بالبيانات التي تواجه تطوير الذكاء الاصطناعي حاليًا. من حماية الخصوصية الشخصية إلى الأمن القومي، يمكن أن تلعب تقنية FHE دورًا مهمًا. في عصر الذكاء الاصطناعي المستقبلي، من المحتمل أن تصبح تقنية FHE آخر خط دفاع لحماية خصوصية البشر.

مع التقدم المستمر في التكنولوجيا، نتطلع إلى رؤية تطبيقات التشفير المتماثل بالكامل (FHE) في المزيد من المجالات، مما يجلب إمكانيات جديدة لأمان البيانات وحماية الخصوصية.