التشفير المتماثل بالكامل: التطورات وآفاق التطبيق

التشفير المتماثل بالكامل(FHE) كنوع من تقنيات التشفير المتقدمة، يسمح بإجراء عمليات حسابية على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك تشفيرها. يمكن تتبع هذا المفهوم إلى السبعينيات من القرن العشرين، ولكن لم يتحقق تقدم ملحوظ حتى عام 2009. الخاصية الأساسية لـ FHE هي المتماثلية، أي أن إجراء عمليات الجمع أو الضرب على النص المشفر يعادل إجراء نفس العمليات على النص العادي.

بخلاف بعض التشفير المتماثل ( PHE ) وبعض أنواع التشفير المتماثل ( SHE )، فإن FHE تدعم عمليات الجمع والضرب غير المحدودة، مما يمكنها من إجراء حسابات عشوائية على البيانات المشفرة. ومع ذلك، فإن FHE تواجه أيضًا تحديات مثل إدارة الضوضاء وكفاءة الحساب.

في مجال البلوكشين، من المتوقع أن يصبح التشفير المتماثل بالكامل (FHE) التقنية الرئيسية لحل مشكلات القابلية للتوسع وحماية الخصوصية. يمكنه تحويل البلوكشين الشفاف إلى شكل مشفر جزئيًا، مع الحفاظ على التحكم في العقود الذكية. تعمل بعض المشاريع على تطوير آلة افتراضية لـ FHE، مما يسمح للمبرمجين بكتابة كود عقود ذكية يعمل على تشغيل عمليات التشفير المتماثل. هذه الطريقة يمكن أن تحل المشكلات الحالية المتعلقة بالخصوصية في البلوكشين، مع الاحتفاظ برسم بياني للمعاملات، مما يزيد من ملاءمة التنظيم.

يمكن أن يحسن التشفير المتماثل بالكامل أيضًا من قابلية استخدام مشاريع الخصوصية، مثل حل مشكلة مزامنة عميل المحفظة من خلال استرجاع الرسائل الخاصة (OMR). ومع ذلك، فإن التشفير المتماثل بالكامل بحد ذاته لا يمكنه حل مشكلة قابلية التوسع في blockchain مباشرة، وقد يحتاج إلى دمجه مع تقنية الإثباتات الصفرية (ZKP).

FHE و ZKP هما تقنيتان مكملتان، كل منهما تخدم غرضاً مختلفاً. تقدم ZKP حسابات قابلة للتحقق وخصائص عدم المعرفة، بينما يسمح FHE بإجراء حسابات على البيانات المشفرة دون الكشف عن البيانات نفسها. قد يؤدي الجمع بين الاثنين إلى زيادة تعقيد الحسابات بشكل كبير، لذلك يحتاج الأمر إلى موازنة بناءً على حالة الاستخدام المحددة.

حالياً، يتأخر تطوير التشفير المتماثل بالكامل عن إثباتات المعرفة الصفرية بحوالي 3-4 سنوات، لكنه يحقق تقدماً سريعاً. بدأت مشاريع التشفير المتماثل بالكامل من الجيل الأول في الاختبار، ومن المتوقع أن يتم إطلاق الشبكة الرئيسية في وقت لاحق من هذا العام. على الرغم من أن التشفير المتماثل بالكامل لا يزال يتطلب تكاليف حسابية أعلى من إثباتات المعرفة الصفرية، إلا أن إمكانياته للتطبيق على نطاق واسع تزداد وضوحاً.

تواجه تطبيقات التشفير المتماثل بالكامل بعض التحديات، مثل كفاءة الحساب وإدارة المفاتيح. يتم تحسين كثافة حساب عمليات الإقلاع الذاتي من خلال تحسين الخوارزميات وتحسين الهندسة. في مجال إدارة المفاتيح، تعتمد بعض المشاريع على أساليب إدارة المفاتيح القائمة على العتبة، ولكن لا يزال هناك حاجة لمزيد من التطوير للتغلب على مشكلة نقطة الفشل الفردية.

في السوق، تقوم العديد من الشركات بنشاط بتطوير حلول التشفير المتماثل بالكامل. تقدم Zama أدوات التشفير المتماثل بالكامل لمشاريع Web3، وتقوم Sunscreen بتطوير مترجم للتشفير المتماثل بالكامل، بينما تعمل Fhenix على بناء شبكة Layer 2 من Ethereum تدعم التشفير المتماثل بالكامل، وتكرس Mind Network جهودها لتحقيق "إنترنت مشفر من النهاية إلى النهاية". حصلت هذه المشاريع جميعها على دعم من رأس المال المغامر، مما يظهر ثقة السوق في تكنولوجيا التشفير المتماثل بالكامل.

فيما يتعلق بالبيئة التنظيمية، فإن التشفير المتماثل بالكامل لديه القدرة على تعزيز خصوصية البيانات، مما يسمح للمستخدمين بالاحتفاظ بملكية البيانات وقد يحققون أرباحًا منها، مع الحفاظ على الفوائد الاجتماعية. مع التحسين المستمر في النظرية والبرمجيات والأجهزة والخوارزميات، من المتوقع أن يحقق التشفير المتماثل بالكامل تقدمًا ملحوظًا في السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة، حيث ينتقل تدريجيًا من البحث النظري إلى التطبيقات العملية.

بشكل عام، فإن تقنية التشفير المتماثل بالكامل تمر بلحظة حاسمة في تحول مجال التشفير، ومن المتوقع أن تقدم حلولاً مبتكرة لمشكلات مثل قابلية التوسع وحماية الخصوصية في البلوكشين. مع نضوج التقنية وتوسع تطبيقاتها، من المتوقع أن تدفع FHE الابتكار في تطوير التطبيقات المختلفة ضمن نظام التشفير.