التشفير المتماثل بالكامل(FHE) حالة تطوير التقنية وآفاق تطبيقها

لقد لعبت تقنيات التشفير دورًا مهمًا في مسار الحضارة الإنسانية، لا سيما في مجالات أمن المعلومات وحماية الخصوصية. في عام 2008، ابتكر ساتوشي ناكاموتو دمج التشفير غير المتماثل ودالة التجزئة، وصمم آلية إثبات العمل، مما أدى إلى ولادة البيتكوين وفتح عصر blockchain.

مع تطور تقنية blockchain، بدأت بعض تقنيات التشفير المتقدمة في الظهور، بما في ذلك إثباتات المعرفة الصفرية (ZKP)، والحسابات متعددة الأطراف (MPC)، والتشفير المتماثل بالكامل (FHE). من بين هذه التقنيات، يُعتبر FHE "الكأس المقدسة" للتشفير، حيث يسمح بإجراء حسابات عشوائية على البيانات المشفرة دون فك تشفيرها، مما يحقق حسابات الخصوصية القابلة للتجميع على السلسلة، ويجلب إمكانيات جديدة لمجالات متعددة.

تتمثل الخاصية الأساسية للتشفير المتماثل بالكامل (FHE) في السماح بإجراء الحسابات والعمليات على النصوص المشفرة، حيث يمكن أن تُرسم هذه العمليات مباشرةً على النصوص الواضحة، مما يحافظ على الخصائص الرياضية للبيانات المشفرة دون تغيير. يدعم FHE إجراء حسابات وعمليات غير محدودة على البيانات المشفرة.

في مجال التشفير المتماثل بالكامل، تتمتع المنتجات مفتوحة المصدر لشركتي مايكروسوفت وزاما بتأثير كبير. تدعم مكتبة SEAL من مايكروسوفت التشفير المتماثل بالكامل والتشفير المتماثل الجزئي، وتوفر واجهة C++ فعالة. تركز مكتبة TFHE من زاما على التشفير المتماثل بالكامل عالي الأداء، وتقدم خدماتها من خلال واجهة لغة C.

بالنسبة لتطبيقات blockchain ، فإن استخدام خطة الحساب الآمن المتعدد الأطراف مع العتبة (TMPC) لإدارة مفاتيح فك التشفير هو خيار ذو إمكانيات. تسمح هذه الخطة لعدة مشاركين بإدارة المفاتيح معًا ، ولا يمكن فك تشفير البيانات إلا عند الوصول إلى عدد معين مسبقًا ، مما يزيد من الأمان.

شركة Zama، بالإضافة إلى توفير مكتبة TFHE، أطلقت أيضًا منتجين مهمين هما Concrete ML و fhEVM. يُستخدم Concrete ML في حساب الخصوصية في تعلم الآلة، بينما يدعم fhEVM استخدام تقنية FHE في العقود الذكية على شبكة الإيثريوم.

مشروع Fhenix يستكشف دمج fhEVM مع تقنية Rollup، لبناء حل Layer2 من نوع FHE-Rollups. يعتمد Fhenix على حلول Optimistic Rollups، وتشمل مجموعة التقنية النسخة المعدلة من مُثبت الاحتيال الخاص بـ Arbitrum Nitro، والمكتبة الأساسية fheOS، وشبكة خدمات العتبة (TSN) وغيرها من المكونات.

قدمت Fhenix أيضًا وحدة Relay، مما يسمح لسلاسل الكتل العامة المختلفة وشبكات Layer2/3 بالاتصال بمعالجات FHE لاستخدام وظيفة FHE. من خلال التعاون مع EigenLayer، زادت Fhenix من كفاءة ومرونة معالجات FHE.

تكنولوجيا FHE لديها آفاق واسعة للتطبيق في مجالات الألعاب على السلسلة الكاملة وDeFi وAI.

1. توفير التشفير في اللعبة، لمنع التلاعب في الوقت الحقيقي، وحماية خصوصية اللاعبين.

2. حماية البيانات الحساسة في DeFi وتقليل مخاطر هجمات MEV.

3. حماية بيانات الخصوصية الشخصية في تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي.

لقد حصلت تقنية FHE على اعتراف من محترفين في الصناعة بما في ذلك فيتاليك بوتيرين. بالإضافة إلى زاما وفينيكس، هناك بعض المشاريع الجديرة بالاهتمام في نظام FHE البيئي، مثل Sunscreen وMind Network وPADO Labs وArcium وInco Network وTreat. كما أن المؤسسات غير الربحية للبحث والتعليم مثل FHE.org وFHE Onchain تقدم دعماً مهماً لتطوير النظام البيئي.

مع تطور مشاريع مثل Fhenix، من المتوقع أن يتم تطبيق تقنية FHE على نطاق واسع في مجالات مختلفة، مما يجلب ابتكارات جديدة وحيوية لمجالات البلوكشين والتشفير.