FHE، ZK و MPC: مقارنة بين ثلاث تقنيات متقدمة للتشفير

لقد ناقشنا سابقًا كيفية عمل التشفير المتجانس بالكامل ( FHE ). ومع ذلك، لا يزال الكثير من الناس يخلطون بين FHE وإثباتات المعرفة الصفرية ( ZK ) والحساب الأمني متعدد الأطراف ( MPC ). لذلك، ستقوم هذه المقالة بإجراء مقارنة مفصلة بين هذه التقنيات الثلاث:

1. إثبات المعرفة الصفرية (ZK): إثبات دون تسريب

تكنولوجيا إثبات المعرفة الصفرية تحل المشكلة التالية: كيفية التحقق من صحة المعلومات دون الكشف عن أي محتوى محدد.

ZK يعتمد على مبادئ التشفير، ويتيح لأحد الأطراف إثبات معرفته بسر معين للطرف الآخر، دون الحاجة إلى الكشف عن أي معلومات تتعلق بالسر نفسه.

على سبيل المثال، يمكن لأليس أن تثبت لبوب، موظف تأجير السيارات، أنها تتمتع بسمعة ائتمانية جيدة دون الحاجة إلى إظهار تفاصيل حسابها المصرفي. تعتبر "نقطة الائتمان" في برامج الدفع مشابهة لإثبات المعرفة الصفري.

في مجال blockchain، استخدمت عملة Zcash المشفرة تقنية ZK. عندما تقوم أليس بإجراء التحويل، يمكنها إنشاء إثبات ZK، مما يضمن الخصوصية ويثبت أن لديها الحق في تحويل هذه العملات. بعد أن يتحقق المعدن بوب من هذا الإثبات، يمكنه إدراج المعاملة في السلسلة دون معرفة هوية أليس.

2. حساب آمن متعدد الأطراف ( MPC ): حساب مشترك دون تسرب

تستخدم تقنية الحساب الآمن المتعدد الأطراف بشكل أساسي: لتمكين المشاركين المتعددين من إجراء الحسابات بشكل آمن دون الكشف عن المعلومات الحساسة.

يسمح MPC لعدة مشاركين ( مثل أليس وبوب وكارول ) بإكمال مهمة حسابية معًا دون الحاجة إلى أن يكشف أي طرف عن بيانات إدخالاته.

على سبيل المثال، يريد أليس وبوب وكارول حساب متوسط رواتبهم الثلاثة، لكنهم لا يرغبون في الكشف عن رواتبهم المحددة. يمكنهم تقسيم رواتبهم إلى ثلاثة أجزاء، وتبادل جزءين منها مع الآخرين. يقوم كل شخص بجمع الأرقام التي استلمها، ثم يشارك نتيجة الجمع. وأخيرًا، يقوم الثلاثة بجمع نتائج الجمع الثلاثة، للحصول على المتوسط، لكنهم لا يستطيعون تحديد رواتب الآخرين بدقة.

في مجال العملات الرقمية، تستخدم محافظ MPC هذه التقنية. قامت بعض منصات التداول بإطلاق محافظ MPC التي تقسم المفتاح الخاص إلى عدة أجزاء، يتم الاحتفاظ بها بشكل مشترك بين هاتف المستخدم، والسحابة، والمنصة. حتى إذا فقد المستخدم هاتفه، يمكنه استعادة المفتاح الخاص من خلال السحابة والمنصة.

3. التشفير المتجانس ( FHE ): يمكن الحساب بعد التشفير

تتعلق المشكلة التي تحلها تقنية التشفير الشامل: كيفية تشفير البيانات الحساسة بحيث يمكن تسليمها إلى طرف ثالث غير موثوق به للقيام بالحسابات المساعدة، بينما لا يزال بإمكاننا فك تشفير النتائج.

FHE يسمح بإجراء الحسابات مباشرة على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك تشفيرها أولاً. وهذا يمكن مالكي البيانات من تسليم البيانات المشفرة إلى طرف ثالث للمعالجة دون القلق بشأن تسرب البيانات.

على سبيل المثال ، تحتاج أليس إلى استخدام قوة بوب الحاسوبية القوية لإجراء الحسابات ، لكنها لا تريد لبوب أن يعرف البيانات الحقيقية. يمكنها تشفير البيانات الأصلية ( وإدخال الضوضاء ) ، مما يسمح لبوب بمعالجة البيانات المشفرة ، وأخيرًا تقوم أليس بفك تشفيرها للحصول على النتيجة الحقيقية ، بينما لا يعرف بوب أي شيء عن المحتوى.

في مجال blockchain ، يمكن استخدام FHE لتعزيز أمان شبكات PoS وأنظمة التصويت. على سبيل المثال ، تستخدم شبكة Mind تقنية FHE للسماح لعقد PoS بإكمال التحقق من الكتل دون معرفة إجابات بعضهم البعض ، مما يمنع العقد من النسخ المتبادل. في التصويت ، يمكن أن تمنع FHE الناخبين من التأثير المتبادل ، وتجنب التصويت وفقًا للموضة.

ملخص

ZK، MPC و FHE هي تقنيات التشفير المتقدمة المصممة لحماية خصوصية البيانات وأمانها، لكنها تختلف في سيناريوهات التطبيق وتعقيد التقنية:

• ZK يركز على "كيفية الإثبات"، وهو مناسب للمواقف التي تتطلب التحقق من الأذونات أو الهوية.
• MPC يركز على "كيفية الحساب"، وينطبق على السيناريوهات التي تحتاج فيها الأطراف المتعددة إلى التعاون في البيانات ولكن يجب أن تحمي خصوصيتها.
• FHE يركز على "كيفية التشفير"، وهو مناسب للسيناريوهات التي تتطلب إجراء حسابات معقدة مع الحفاظ على حالة بيانات مشفرة.

تواجه هذه التقنيات الثلاثة تحديات فريدة في التنفيذ، لكنها ضرورية لحماية أمان بياناتنا وخصوصيتنا الشخصية. مع استمرار تطور التكنولوجيا، نعتقد أنها ستلعب دورًا مهمًا في المزيد من المجالات.