التشفير المتماثل بالكامل(FHE)的发展与应用

التشفير المتماثل بالكامل(FHE) هو تقنية تشفير متقدمة، تسمح بإجراء حسابات على البيانات المشفرة دون فك تشفيرها. يمكن تتبع هذا المفهوم إلى السبعينيات من القرن الماضي، لكن لم يصبح ممكنًا حقًا حتى العمل الرائع الذي قام به كريغ جينتري في عام 2009.

تشمل الخصائص الأساسية لـ FHE التماثل ( حيث تعتبر عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة متساوية مع العمليات الواضحة )، وإدارة الضوضاء، وقدرة العمليات غير المحدودة. بالمقارنة مع التشفير المتماثل الجزئي ( PHE ) ونوع معين من التشفير المتماثل ( SHE )، يدعم FHE عمليات الجمع والضرب غير المحدودة، مما يجعله تقنية قوية للغاية ولكنها كثيفة الحساب.

في مجال blockchain، من المتوقع أن تصبح FHE التقنية الرئيسية لحل مشكلات القابلية للتوسع وحماية الخصوصية. يمكن أن تحول blockchain الشفافة إلى شكل مشفر جزئيًا، مع الحفاظ على التحكم في العقود الذكية. يمكن أن تحقق هذه الطريقة تطبيقات مثل المدفوعات المشفرة، والألعاب الخاصة، مع الاحتفاظ بمخطط المعاملات، مما يجعلها أكثر فائدة من الناحية التنظيمية.

يمكن أن يحسن التشفير المتماثل بالكامل تجربة مستخدمي مشاريع الخصوصية من خلال استرجاع الرسائل الخاصة (OMR)، مما يسمح لعملاء المحفظة بمزامنة البيانات دون الكشف عن محتوى الوصول. على الرغم من أن التشفير المتماثل بالكامل لا يحل مباشرةً مشكلة قابلية التوسع في البلوكشين، إلا أن دمجه مع إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP) قد يوفر أفكارًا جديدة لمعالجة هذا التحدي.

التشفير المتماثل بالكامل وZKP هما تقنيتان مكملتان، كل منهما تخدم غرضاً مختلفاً. يوفر ZKP حسابات قابلة للتحقق وخصائص عدم المعرفة، بينما يسمح التشفير المتماثل بالكامل بإجراء حسابات على البيانات المشفرة دون كشف البيانات نفسها. على الرغم من أن الجمع بين الاثنين قد يزيد بشكل كبير من تعقيد الحساب، إلا أنه قد يوفر مزايا فريدة في سيناريوهات معينة.

حاليًا، يتخلف تطوير التشفير المتماثل بالكامل (FHE) عن إثبات المعرفة الصفرية (ZKP) بحوالي ثلاث إلى أربع سنوات، لكنه يتقدم بسرعة. بدأت المشاريع من الجيل الأول من FHE في الاختبار، ومن المتوقع إطلاق الشبكة الرئيسية في وقت لاحق من هذا العام. على الرغم من أن تكاليف الحساب لا تزال أعلى من ZKP، إلا أن إمكانيات الاعتماد الواسع لـ FHE تظهر.

التحديات الرئيسية التي تواجه التشفير المتماثل بالكامل تشمل كفاءة الحساب وإدارة المفاتيح. تم تخفيف كثافة العمليات الذاتية من خلال تحسينات خوارزمية وتحسينات هندسية. إدارة المفاتيح، خاصة في المشاريع التي تحتاج إلى إدارة مفاتيح عتبة، لا تزال بحاجة إلى مزيد من التطوير للتغلب على مشكلة نقطة الفشل الواحدة.

في السوق، تقوم العديد من الشركات بتطوير حلول FHE بنشاط. على سبيل المثال، تقدم Zama أدوات FHE لمشاريع Web3، وتقوم Sunscreen بتطوير مترجم FHE، بينما تعمل Fhenix على بناء شبكة Ethereum Layer 2 تدعم FHE. وقد حصلت هذه المشاريع على دعم كبير من مستثمري رأس المال المخاطر، مما يعكس اعتراف السوق بإمكانيات FHE.

فيما يتعلق بالبيئة التنظيمية، فإن التشفير المتماثل بالكامل لديه القدرة على تعزيز حماية خصوصية البيانات مع الحفاظ على المنافع الاجتماعية. مع التقدم المستمر في النظرية والبرمجيات والأجهزة والخوارزميات، من المتوقع أن تحقق التشفير المتماثل بالكامل تطورًا ملحوظًا في السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة، مع الانتقال التدريجي من البحث النظري إلى التطبيق العملي.

بشكل عام، فإن التشفير المتماثل بالكامل يقف في مقدمة ثورة مجال التشفير، حيث يقدم حلولًا مبتكرة لمشكلات الخصوصية والأمان. مع نضوج التقنية وتوسع تطبيقاتها، من المتوقع أن يحرر التشفير المتماثل بالكامل إمكانات ابتكارية جديدة في نظام البلوكشين، مما يعزز تطوير أنواع مختلفة من التطبيقات.