FHE: الطريق المستقبلي للتشفير الحاسوبي

التشفير المتجانس الكامل ( FHE ) هو تقنية متقدمة في علم التشفير، تسمح بإجراء العمليات الحسابية مباشرة على البيانات المشفرة، مما يحقق معالجة البيانات مع حماية الخصوصية. يتمتع FHE بتطبيقات محتملة في مجالات متعددة مثل المالية، والطب، والحوسبة السحابية، لكن لا يزال يتطلب وقتًا للتسويق، حيث أنه مقيد بشكل رئيسي بالنفقات الكبيرة من حيث الحساب والذاكرة.

المبادئ الأساسية لـ FHE

الجوهر في FHE هو إخفاء المعلومات الأصلية من خلال كثيرات الحدود. على سبيل المثال، لتشفير الرقم 2، قد يكون:

1. اختر متعدد الحدود المفتاحي s(x)
2. إنشاء متعددة الحدود عشوائية a(x)
3. توليد متعدد الحدود "الضوضاء" الصغيرة e(x)
4. نتائج التشفير c(x) = 2 + a(x)*s(x) + e(x)

تم إدخال الضوضاء لمنع استنتاج المفتاح من خلال إدخال متعدد. لكن الضوضاء أيضًا جلبت مشكلة - الحسابات المتعددة ستؤدي إلى تراكم الضوضاء، مما يجعل النتائج في النهاية غير قابلة لفك التشفير بشكل صحيح. لحل هذه المشكلة، اعتمدت FHE على عدة تقنيات:

• تبديل المفتاح: تقليل حجم النص المشفر
• تبديل المودول: تقليل ميزانية الضوضاء
• الرفع الذاتي: إعادة تعيين الضوضاء إلى المستوى الأولي

حالياً، تعتمد معظم برامج FHE الرائجة على تقنية التمهيد الذاتي، لكن التكلفة الحسابية ضخمة. قد يتطلب فك تشفير AES-128 العادي 5 مليارات مرة من الموارد في ظل FHE.

التحديات التي تواجه FHE

أطلقت DARPA برنامج DPRIVE في عام 2021، بهدف رفع سرعة حسابات FHE إلى 1/10 من الحسابات العادية. يركز البرنامج بشكل رئيسي على الجوانب التالية:

1. زيادة طول معالجة المعالج إلى 1024 بت أو أعلى
2. تطوير معالج ASIC مخصص
3. بناء بنية MIMD المتوازية

على الرغم من ذلك، لم يصل مشروع DPRIVE بعد إلى الأهداف المتوقعة. لا تزال تقنية FHE تواجه تحديات كبيرة، خاصة في الجانب المادي.

تطبيق FHE في التشفير

في مجال blockchain، يمكن استخدام FHE لحماية خصوصية البيانات على السلسلة، وخصوصية بيانات تدريب الذكاء الاصطناعي، وخصوصية التصويت على السلسلة، وما إلى ذلك. بعض المشاريع تعتبر FHE أيضًا حلاً محتملاً لمشكلة MEV. لكن التشفير الكامل للمعاملات قد يقضي أيضًا على الآثار الإيجابية التي يجلبها MEV، في حين أنه يزيد بشكل كبير من متطلبات تشغيل العقد.

! أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر الاختفاء

المشاريع الرئيسية للتشفير القائم على المثلثات

المشاريع الرئيسية للتشفير المعزول حالياً تشمل:

• Zama: يعتمد على خطة TFHE، يوفر مجموعة كاملة من أدوات التطوير
• Fhenix: بناء طبقة 2 من Optimism تركز على الخصوصية
• Privasea: تركز على عمليات بيانات LLM
• شبكة الإنكو: بناء طبقة FHE 1
• Arcium: دمج تقنيات FHE و MPC و ZK
• شبكة العقل: دمج نموذج إعادة التخزين

اعتمدت Octra تقنية FHE المبتكرة القائمة على hypergraphs، وأنشأت لغة جديدة للعقود الذكية وآلية إجماع ML-consensus.

! أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتديا عباءة هاري بوتر الاختفاء

! [أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتديا عباءة هاري بوتر الاختفاء](https://img-cdn.gateio.im/social/moments-d745afb65d7c110a6e633a6d73b60b5019283746574839201

![بوابة فينتشرز: FHE، يرتدي عباءة الاختفاء من هاري بوتر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-99ea73218c9e569a2de152d8a37338f4.webp(

! [أبحاث Gate Ventures: FHE ، مرتدية عباءة هاري بوتر الاختفاء])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-74c86e1ff0ef22f5aef9b5cc441d60eb.webp(

![معهد Gate Ventures: FHE، يرتدي عباءة الاختفاء من هاري بوتر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93dd078bf652201018797c88a14203f9.webp(

آفاق

تكنولوجيا FHE لا تزال في مرحلة مبكرة، وتطورها متأخر عن تكنولوجيا ZK. تشمل العوامل الرئيسية المحددة التكلفة العالية، وصعوبة الهندسة، وآفاق الأعمال غير الواضحة. مع تدفق المزيد من الأموال والاهتمام، من المتوقع أن تظهر المزيد من مشاريع FHE. سيكون تطبيق رقائق FHE مفتاحًا لتسويق هذه التكنولوجيا.

على الرغم من التحديات العديدة، فإن FHE كتكنولوجيا ذات آفاق واسعة، من المتوقع أن تحدث تغييرات عميقة في مجالات الدفاع والمالية والرعاية الصحية. مع تقدم التكنولوجيا وتوسع مجالات التطبيق، ستأتي لحظة الانفجار لـ FHE.

![معهد Gate Ventures: FHE، يرتدي عباءة الاختفاء من هاري بوتر])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ed3a576f24107d796df96ed44068e43f.webp(