FHE: الطريق إلى مستقبل حساب الخصوصية

FHE (التشفير المتجانس بالكامل) هي تقنية تشفير متقدمة، تسمح بإجراء حسابات مباشرة على البيانات المشفرة، مما يتيح معالجة البيانات مع حماية الخصوصية. هذه التقنية لها آفاق واسعة في مجالات حساسة لخصوصية البيانات مثل المالية، والرعاية الصحية، والحوسبة السحابية. ومع ذلك، لا يزال تنفيذ FHE تجارياً يواجه العديد من التحديات، ويرجع ذلك أساساً إلى تكاليفه الضخمة من حيث الحوسبة والذاكرة، بالإضافة إلى نقص القابلية للتوسع.

المبادئ الأساسية لـ FHE

الفكرة الأساسية لـ FHE هي إخفاء البيانات الأصلية من خلال عمليات متعددة الحدود المعقدة. بعبارة أخرى:

1. اختر كثيرات الحدود المفتاحية s(x)
2. إنشاء متعددة الحدود عشوائية a(x)
3. إنشاء متعددة الحدود "الضوضاء" الصغيرة e(x)
4. نص مشفر m: c(x) = m + a(x)*s(x) + e(x)

عند فك التشفير، يكفي معرفة المفتاح s(x)، لاستعادة m من c(x). تم إدخال كثيرات الحدود العشوائية والضوضاء لتعزيز الأمان، ومنع الاستنتاج عن الأنماط من خلال الإدخال المتكرر البسيط.

لكن إدخال الضوضاء جلب أيضًا تحديات - مع زيادة عدد العمليات الحسابية، ستتراكم الضوضاء باستمرار، مما قد يؤدي في النهاية إلى عدم القدرة على فك التشفير بشكل صحيح. لحل هذه المشكلة، اعتمدت FHE على عدة تقنيات:

• Key switching: تقليل حجم النص المشفر
• تبديل القيم المطلقة: التحكم في زيادة الضوضاء
• Bootstrap: إعادة تعيين الضوضاء إلى المستوى الأولي

من بين هذه العمليات، يعتبر Bootstrap هو المفتاح لتحقيق FHE الحقيقي، ولكنه أيضًا العملية الأكثر استهلاكًا لموارد الحوسبة.

التحديات التي تواجه FHE

أكبر مشكلة في FHE هي انخفاض كفاءة الحساب. حتى عند إجراء عمليات بسيطة، يمكن أن تكون تكاليف الحساب تحت FHE بمليارات المرات أكثر من الحساب العادي. لتحسين هذا الوضع، أطلق مكتب البحوث المتقدمة في وزارة الدفاع الأمريكية (DARPA) خطة DPRIVE في عام 2021، بهدف زيادة سرعة حساب FHE إلى 1/10 من الحساب العادي. تركز هذه الخطة بشكل رئيسي على الجوانب التالية:

1. زيادة طول كلمة المعالج لدعم أعداد أكبر
2. تطوير معالج ASIC مخصص
3. بناء هيكلية MIMD المتوازية

على الرغم من أن خطة DPRIVE تقترب من نهايتها، إلا أن التقدم يبدو أنه ليس كما هو متوقع. وهذا يشير إلى أن تفعيل تقنية FHE تجارياً لا يزال يحتاج إلى بعض الوقت.

! [أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتديا عباءة هاري بوتر الاختفاء](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-186e4abe7434e22b3daf0389cf199699.webp019283746574839201

تطبيق FHE في blockchain

في مجال blockchain، تُستخدم FHE بشكل رئيسي لحماية خصوصية البيانات، وتشمل سيناريوهات التطبيق:

• حماية الخصوصية على السلسلة
• خصوصية بيانات تدريب الذكاء الاصطناعي
• خصوصية التصويت على السلسلة
• مراجعة معاملات الخصوصية على السلسلة
• حلول MEV المحتملة

ومع ذلك، فإن التكلفة العالية للحسابات الخاصة بـ FHE تمثل تحديًا لتطبيقها في blockchain، وقد تؤدي إلى تقليل كبير في قدرة الشبكة على معالجة البيانات.

![Gate Ventures المعهد: FHE، يرتدي عباءة الاختفاء من هاري بوتر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-673ae606fcd3769523e1a330f991464d.webp(

المشاريع الرئيسية لـ FHE

تشمل المشاريع الرئيسية في مجال FHE ما يلي:

• زاما: يعتمد على خطة TFHE، ويقدم مجموعة كاملة لتطوير FHE
• Fhenix: بناء طبقة Optimism 2 مع التركيز على الخصوصية
• Privasea: ملتزمة بتطبيق FHE في عمليات بيانات LLM
• Inco Network: بناء شبكة Layer 1 تعتمد على FHE
• Arcium: دمج تقنيات التشفير المتنوعة مثل FHE و MPC و ZK
• شبكة العقل: استكشاف تطبيق FHE في مجال إعادة التخزين
• Octra: تعتمد على تقنية hypergraphs الفريدة لتنفيذ FHE

![Gate Ventures المعهد: FHE، يرتدي عباءة الاختفاء من هاري بوتر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-22d66cabb8f0a526bb728b7b4ced159b.webp(

آفاق المستقبل

على الرغم من أن تقنية FHE لا تزال في مراحلها المبكرة وتواجه العديد من التحديات، إلا أن إمكانياتها في حماية الخصوصية لا يمكن تجاهلها. مع زيادة الاستثمارات والموارد البشرية، وتطوير الأجهزة الخاصة، من المتوقع أن تحقق تقنية FHE اختراقات كبيرة في المستقبل. خاصة في مجالات مثل الدفاع والمالية والرعاية الصحية، حيث تتطلب البيانات مستويات عالية من الخصوصية، قد تؤدي تقنية FHE إلى تغييرات عميقة.

إن إطلاق شرائح FHE سيكون بمثابة نقطة تحول رئيسية في تجسيد هذه التكنولوجيا تجارياً. في الوقت الحالي، تستكشف العديد من الشركات مثل Intel وChain Reaction وOptalysys هذا المجال. بمجرد نضوج شرائح FHE، وبال结合 مع تقنيات متقدمة مثل الحوسبة الكمومية، من المتوقع أن تطلق إمكانيات ابتكارية هائلة.

![معهد Gate Ventures: FHE، يرتدي عباءة الاختفاء من هاري بوتر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d745afb65d7c110a6e6333a6d73b60b5.webp(