مفهوم التشفير المتماثل بالكامل (FHE) يعود أصله إلى السبعينيات من القرن الماضي، لكنه كان صعب التحقيق لفترة طويلة. الفكرة الأساسية هي إجراء الحسابات على البيانات المشفرة دون فك تشفيرها. في البداية، كان يمكن إجراء عمليات بسيطة مثل الجمع أو الضرب، وكان يُطلق عليه اسم التشفير المتماثل الجزئي. في عام 2009، أظهرت دراسة كريغ جينتري الرائدة إمكانية إجراء حسابات عشوائية على البيانات المشفرة، مما دفع بتطور FHE.
FHE هي تقنية تشفير متقدمة تسمح بإجراء حسابات على البيانات في حالة التشفير. هذا يعني أنه يمكن إجراء عمليات مباشرة على النص المشفر وإنتاج نتائج مشفرة، والنتيجة بعد فك التشفير تتطابق مع نتيجة إجراء نفس العملية على البيانات الأصلية.
التشفير المتماثل بالكامل للخصائص الأساسية
التماثلية:
الجمع: إضافة النص المشفر تعادل إضافة النص الصريح.
الضرب: ضرب النص المشفر يعادل ضرب النص الواضح.
إدارة الضوضاء: أثناء عملية التشفير المتماثل بالكامل، يتم إضافة الضوضاء لضمان الأمان، ولكن الضوضاء تزداد بعد كل عملية. إدارة الضوضاء بفعالية وتقليلها أمر حيوي لضمان دقة الحسابات.
العمليات غير المحدودة: على عكس التشفير المتماثل الجزئي (PHE) وبعض أنواع التشفير المتماثل (SHE)، يدعم التشفير المتماثل بالكامل (FHE) عمليات الجمع والضرب غير المحدودة، مما يمكّنه من إجراء أي نوع من الحسابات على البيانات المشفرة.
ومع ذلك، فإن التشفير المتماثل بالكامل يواجه تحديين رئيسيين:
التحكم في الضوضاء: الضوضاء المضافة خلال عملية التشغيل قد تسبب انحرافات في الحسابات، مما يتطلب تحكمًا دقيقًا.
تكلفة الحساب: الحساب على النصوص المشفرة أغلى بكثير من الحساب على النصوص العادية، وقد يصل الفرق إلى 10,000 إلى 1,000,000 مرة.
تطبيقات التشفير المتماثل بالكامل في البلوكشين
يبدو أن التشفير المتماثل بالكامل (FHE) سيكون التقنية الرئيسية لحل مشاكل قابلية التوسع وحماية الخصوصية في blockchain. حاليًا، تعتبر أنظمة blockchain عامة وشفافة، حيث تكون المعاملات ومتغيرات العقود الذكية متاحة للجميع. يمكن أن يحول التشفير المتماثل بالكامل blockchain الشفاف تمامًا إلى شكل مشفر جزئيًا، مع الحفاظ على التحكم في العقود الذكية.
بعض المشاريع تعمل على تطوير آلة افتراضية للتشفير المتماثل بالكامل، مما يسمح للمبرمجين بكتابة شفرة العقود الذكية التي تتعامل مع بدائل التشفير المتماثل بالكامل. يمكن أن تحل هذه الطريقة مشاكل الخصوصية الحالية في البلوكشين، مما يجعل المدفوعات المشفرة، والألعاب، وغيرها من التطبيقات ممكنة، مع الحفاظ على رسم بياني للمعاملات، مما يزيد من ودية التنظيم.
يمكن أن يحسن التشفير المتماثل بالكامل تجربة مستخدم المشاريع الخاصة من خلال استرجاع الرسائل الخاصة (OMR) ، مما يسمح لعملاء المحفظة بمزامنة البيانات دون الكشف عن محتوى الوصول.
ومع ذلك، فإن التشفير المتماثل بالكامل (FHE) لا يمكنه في حد ذاته حل مشكلة قابلية التوسع في البلوكشين. قد يوفر دمج FHE مع إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP) أفكارًا لحل بعض تحديات قابلية التوسع.
علاقة FHE بإثباتات المعرفة الصفرية
التشفير المتماثل بالكامل وZKP هما تقنيتان تكملان بعضهما البعض، كل منهما يخدم أغراضًا مختلفة. يحقق ZKP حسابات قابلة للتحقق وخصائص المعرفة الصفرية، مما يوفر حماية للخصوصية للحالات الخاصة. ولكن لا يمكن لـ ZKP حماية خصوصية الحالات المشتركة، وهو أمر حيوي لمنصات العقود الذكية غير المصرح بها. بينما يمكن للتشفير المتماثل بالكامل والحسابات متعددة الأطراف (MPC) إجراء حسابات على البيانات المشفرة دون الكشف عن البيانات.
حالة وأفق تطوير التشفير المتماثل بالكامل
تأخر تطوير التشفير المتماثل بالكامل حوالي ثلاث إلى أربع سنوات عن إثبات المعرفة الصفرية، لكنه يتقدم بسرعة. بدأت أولى مشاريع التشفير المتماثل بالكامل في الاختبار، ومن المتوقع أن يتم إطلاق الشبكة الرئيسية في وقت لاحق من هذا العام. على الرغم من أن تكاليف حسابات التشفير المتماثل بالكامل لا تزال أعلى من إثبات المعرفة الصفرية، إلا أن إمكانيات تطبيقه على نطاق واسع هائلة. بمجرد دخول التشفير المتماثل بالكامل إلى بيئة الإنتاج وتحقيقه للتوسع، من المتوقع أن تكون سرعة تطوره مماثلة لزكي رول أب.
التحديات والقيود
تواجه التطبيقات الواسعة للتشفير المتماثل بالكامل تحديات مثل كفاءة الحساب وإدارة المفاتيح. عملية التمهيد في التشفير المتماثل بالكامل كثيفة الحساب، لكن التقدم في الخوارزميات والتحسينات الهندسية تعمل على تحسين هذه المشكلة. بالنسبة لتطبيقات معينة، مثل تعلم الآلة، قد تكون البدائل التي لا تستخدم التمهيد أكثر كفاءة.
إدارة المفاتيح هي أيضًا تحدٍ مهم. تتطلب بعض مشاريع التشفير المتماثل بالكامل إدارة مفاتيح ذات عتبة، تتضمن مجموعة من المدققين الذين لديهم القدرة على فك التشفير. تحتاج هذه الطريقة إلى مزيد من التطوير للتغلب على مشكلة نقطة الفشل الفردية.
حالة سوق التشفير المتماثل بالكامل
تستثمر العديد من شركات رأس المال المغامر في مجال التشفير بنشاط في مجال FHE، وتتفائل بإمكاناته. بعض المشاريع تقوم بتطوير تطبيقات قائمة على FHE، مثل الألعاب، وأنظمة الدفع، وما إلى ذلك. يجمع التشفير المتماثل بالكامل (TFHE) بين FHE وMPC و blockchain، مما يفتح آفاقًا جديدة للتطبيقات. إن سهولة تطوير FHE، مثل دعم استخدام لغات البرمجة الشائعة في التطوير، تجعلها أكثر عملية وقابلية للتطبيق في تطوير التطبيقات.
البيئة التنظيمية
تختلف البيئة التنظيمية للتقنيات المتعلقة بالخصوصية مثل التشفير المتماثل بالكامل في مناطق مختلفة. على الرغم من أن خصوصية البيانات تحظى بدعم واسع النطاق، إلا أن خصوصية المالية لا تزال في منطقة رمادية. لدى التشفير المتماثل بالكامل القدرة على تعزيز حماية خصوصية البيانات، مما يسمح للمستخدمين بالاحتفاظ بملكية البيانات وربما تحقيق الربح منها، مع الحفاظ على الفوائد الاجتماعية.
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.
تسجيلات الإعجاب 23
أعجبني
23
6
إعادة النشر
مشاركة
تعليق
0/400
GasFeeSobber
· منذ 9 س
أحب فقط هذه الحسابات المعقدة
شاهد النسخة الأصليةرد0
LeekCutter
· 08-06 15:04
مرة أخرى سلسلة المقالات الأكاديمية التي لا أفهمها ~
شاهد النسخة الأصليةرد0
TradFiRefugee
· 08-06 02:15
أداء الحسابات سيء للغاية، من يجرؤ على الانضمام إلى السلسلة؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
MEVHunterZhang
· 08-06 02:14
هذه الخوارزمية رائعة، هل يمكن أن تتحمل الكفاءة؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
SmartContractRebel
· 08-06 01:56
الخصوصية هي امتياز وفخ في آن واحد
شاهد النسخة الأصليةرد0
ProposalDetective
· 08-06 01:52
لم أفهم تمامًا، ما العلاقة بين هذا الشيء والتصويت؟
التشفير المتماثل بالكامل: قد تقود ابتكارات تقنية FHE إلى عصر جديد من خصوصية البلوكتشين
التشفير المتماثل بالكامل: التنمية والتطبيقات
مفهوم التشفير المتماثل بالكامل (FHE) يعود أصله إلى السبعينيات من القرن الماضي، لكنه كان صعب التحقيق لفترة طويلة. الفكرة الأساسية هي إجراء الحسابات على البيانات المشفرة دون فك تشفيرها. في البداية، كان يمكن إجراء عمليات بسيطة مثل الجمع أو الضرب، وكان يُطلق عليه اسم التشفير المتماثل الجزئي. في عام 2009، أظهرت دراسة كريغ جينتري الرائدة إمكانية إجراء حسابات عشوائية على البيانات المشفرة، مما دفع بتطور FHE.
FHE هي تقنية تشفير متقدمة تسمح بإجراء حسابات على البيانات في حالة التشفير. هذا يعني أنه يمكن إجراء عمليات مباشرة على النص المشفر وإنتاج نتائج مشفرة، والنتيجة بعد فك التشفير تتطابق مع نتيجة إجراء نفس العملية على البيانات الأصلية.
التشفير المتماثل بالكامل للخصائص الأساسية
التماثلية:
إدارة الضوضاء: أثناء عملية التشفير المتماثل بالكامل، يتم إضافة الضوضاء لضمان الأمان، ولكن الضوضاء تزداد بعد كل عملية. إدارة الضوضاء بفعالية وتقليلها أمر حيوي لضمان دقة الحسابات.
العمليات غير المحدودة: على عكس التشفير المتماثل الجزئي (PHE) وبعض أنواع التشفير المتماثل (SHE)، يدعم التشفير المتماثل بالكامل (FHE) عمليات الجمع والضرب غير المحدودة، مما يمكّنه من إجراء أي نوع من الحسابات على البيانات المشفرة.
ومع ذلك، فإن التشفير المتماثل بالكامل يواجه تحديين رئيسيين:
تطبيقات التشفير المتماثل بالكامل في البلوكشين
يبدو أن التشفير المتماثل بالكامل (FHE) سيكون التقنية الرئيسية لحل مشاكل قابلية التوسع وحماية الخصوصية في blockchain. حاليًا، تعتبر أنظمة blockchain عامة وشفافة، حيث تكون المعاملات ومتغيرات العقود الذكية متاحة للجميع. يمكن أن يحول التشفير المتماثل بالكامل blockchain الشفاف تمامًا إلى شكل مشفر جزئيًا، مع الحفاظ على التحكم في العقود الذكية.
بعض المشاريع تعمل على تطوير آلة افتراضية للتشفير المتماثل بالكامل، مما يسمح للمبرمجين بكتابة شفرة العقود الذكية التي تتعامل مع بدائل التشفير المتماثل بالكامل. يمكن أن تحل هذه الطريقة مشاكل الخصوصية الحالية في البلوكشين، مما يجعل المدفوعات المشفرة، والألعاب، وغيرها من التطبيقات ممكنة، مع الحفاظ على رسم بياني للمعاملات، مما يزيد من ودية التنظيم.
يمكن أن يحسن التشفير المتماثل بالكامل تجربة مستخدم المشاريع الخاصة من خلال استرجاع الرسائل الخاصة (OMR) ، مما يسمح لعملاء المحفظة بمزامنة البيانات دون الكشف عن محتوى الوصول.
ومع ذلك، فإن التشفير المتماثل بالكامل (FHE) لا يمكنه في حد ذاته حل مشكلة قابلية التوسع في البلوكشين. قد يوفر دمج FHE مع إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP) أفكارًا لحل بعض تحديات قابلية التوسع.
علاقة FHE بإثباتات المعرفة الصفرية
التشفير المتماثل بالكامل وZKP هما تقنيتان تكملان بعضهما البعض، كل منهما يخدم أغراضًا مختلفة. يحقق ZKP حسابات قابلة للتحقق وخصائص المعرفة الصفرية، مما يوفر حماية للخصوصية للحالات الخاصة. ولكن لا يمكن لـ ZKP حماية خصوصية الحالات المشتركة، وهو أمر حيوي لمنصات العقود الذكية غير المصرح بها. بينما يمكن للتشفير المتماثل بالكامل والحسابات متعددة الأطراف (MPC) إجراء حسابات على البيانات المشفرة دون الكشف عن البيانات.
حالة وأفق تطوير التشفير المتماثل بالكامل
تأخر تطوير التشفير المتماثل بالكامل حوالي ثلاث إلى أربع سنوات عن إثبات المعرفة الصفرية، لكنه يتقدم بسرعة. بدأت أولى مشاريع التشفير المتماثل بالكامل في الاختبار، ومن المتوقع أن يتم إطلاق الشبكة الرئيسية في وقت لاحق من هذا العام. على الرغم من أن تكاليف حسابات التشفير المتماثل بالكامل لا تزال أعلى من إثبات المعرفة الصفرية، إلا أن إمكانيات تطبيقه على نطاق واسع هائلة. بمجرد دخول التشفير المتماثل بالكامل إلى بيئة الإنتاج وتحقيقه للتوسع، من المتوقع أن تكون سرعة تطوره مماثلة لزكي رول أب.
التحديات والقيود
تواجه التطبيقات الواسعة للتشفير المتماثل بالكامل تحديات مثل كفاءة الحساب وإدارة المفاتيح. عملية التمهيد في التشفير المتماثل بالكامل كثيفة الحساب، لكن التقدم في الخوارزميات والتحسينات الهندسية تعمل على تحسين هذه المشكلة. بالنسبة لتطبيقات معينة، مثل تعلم الآلة، قد تكون البدائل التي لا تستخدم التمهيد أكثر كفاءة.
إدارة المفاتيح هي أيضًا تحدٍ مهم. تتطلب بعض مشاريع التشفير المتماثل بالكامل إدارة مفاتيح ذات عتبة، تتضمن مجموعة من المدققين الذين لديهم القدرة على فك التشفير. تحتاج هذه الطريقة إلى مزيد من التطوير للتغلب على مشكلة نقطة الفشل الفردية.
حالة سوق التشفير المتماثل بالكامل
تستثمر العديد من شركات رأس المال المغامر في مجال التشفير بنشاط في مجال FHE، وتتفائل بإمكاناته. بعض المشاريع تقوم بتطوير تطبيقات قائمة على FHE، مثل الألعاب، وأنظمة الدفع، وما إلى ذلك. يجمع التشفير المتماثل بالكامل (TFHE) بين FHE وMPC و blockchain، مما يفتح آفاقًا جديدة للتطبيقات. إن سهولة تطوير FHE، مثل دعم استخدام لغات البرمجة الشائعة في التطوير، تجعلها أكثر عملية وقابلية للتطبيق في تطوير التطبيقات.
البيئة التنظيمية
تختلف البيئة التنظيمية للتقنيات المتعلقة بالخصوصية مثل التشفير المتماثل بالكامل في مناطق مختلفة. على الرغم من أن خصوصية البيانات تحظى بدعم واسع النطاق، إلا أن خصوصية المالية لا تزال في منطقة رمادية. لدى التشفير المتماثل بالكامل القدرة على تعزيز حماية خصوصية البيانات، مما يسمح للمستخدمين بالاحتفاظ بملكية البيانات وربما تحقيق الربح منها، مع الحفاظ على الفوائد الاجتماعية.
الاستنتاج
التشفير المتماثل بالكامل正处于变革 التشفير领域的关键时期，提供了先进的 الخصوصية和 الأمان解决方案。随着技术进步和资本关注，التشفير المتماثل بالكامل有望实现大规模应用，解决 blockchain可扩展性和 الخصوصية保护的关键问题。随着技术成熟，التشفير المتماثل بالكامل将为 التشفير生态系统中的各类应用带来创新机遇。