FHE، ZK و MPC: مقارنة بين ثلاث تقنيات التشفير المتقدمة

في عصر الرقمية الحالي، تواجه أمان البيانات وحماية الخصوصية تحديات غير مسبوقة. لمواجهة هذه التحديات، قام علماء التشفير بتطوير مجموعة من تقنيات التشفير المتقدمة، ومن بينها التشفير الكامل المتجانس (FHE) وإثبات المعرفة الصفرية (ZK) والحساب الآمن متعدد الأطراف (MPC) التي تبرز بشكل خاص. رغم أن هذه التقنيات الثلاثة جميعها تهدف إلى حماية خصوصية البيانات وأمانها، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في سيناريوهات التطبيق المحددة وتعقيد التقنية.

إثباتات المعرفة الصفرية (ZK): إثبات دون تسريب

المسألة الأساسية في مناقشة تقنية الإثباتات ذات المعرفة الصفرية هي: كيف يمكن التحقق من صحة المعلومات دون الكشف عن أي محتوى محدد. يعتمد ZK على أساس قوي من التشفير، مما يسمح لطرف (المثبت) بإثبات صحة عبارة معينة لطرف آخر (المدقق) دون الحاجة إلى الكشف عن أي معلومات أخرى بخلاف صحة تلك العبارة.

على سبيل المثال، افترض أن شخصًا يحتاج إلى إثبات سمعته الجيدة لشركة تأجير السيارات، لكنه لا يرغب في تقديم تفاصيل كشف حسابه البنكي. في هذه الحالة، يمكن اعتبار "درجة الائتمان" المقدمة من البنك أو برنامج الدفع نوعًا من الإثباتات غير القابلة للمعرفة. يمكن للعميل إثبات أن تقييمه الائتماني يتوافق مع المعايير دون الكشف عن معلومات مالية محددة.

في مجال التشفير، تُستخدم تقنيات ZK بشكل واسع. على سبيل المثال، في حالة عملة مجهولة، عندما يقوم المستخدمون بإجراء معاملات، يحتاجون إلى إثبات أنهم يمتلكون ما يكفي من العملات لإجراء التحويل مع الحفاظ على هويتهم سرية. من خلال إنشاء إثبات ZK، يمكن للمستخدمين إثبات صحة المعاملة للشبكة دون الحاجة إلى الكشف عن هويتهم أو معلومات حساباتهم المحددة.

الحوسبة الآمنة متعددة الأطراف (MPC): الحوسبة التعاونية الآمنة

تكنولوجيا الحساب الآمن متعدد الأطراف تعالج المشكلة الرئيسية وهي: كيف يمكن لمجموعة من المشاركين إكمال مهمة حسابية مشتركة دون الكشف عن المعلومات الحساسة لكل طرف مشارك. يسمح الحساب الآمن متعدد الأطراف للمشاركين بإجراء حسابات مشتركة بشكل آمن دون الكشف عن بيانات الإدخال الخاصة بهم.

تتمثل إحدى السيناريوهات النموذجية لتطبيق MPC في حساب متوسط ​​رواتب مجموعة من الأشخاص دون الكشف عن الرواتب الدقيقة لكل فرد. يمكن للمشاركين تقسيم بيانات رواتبهم وتبادل أجزاء من المعلومات مع الآخرين. من خلال عملية حسابية معينة، يتم الوصول في النهاية إلى المتوسط، لكن لا يمكن لأي طرف معرفة الرواتب الدقيقة للآخرين.

في مجال العملات الرقمية، يتم استخدام تقنية MPC على نطاق واسع في أمان المحافظ. بعض منصات التداول التي أطلقت محافظ MPC تستفيد من هذه التقنية، حيث يتم تقسيم المفاتيح الخاصة وتخزينها بشكل موزع، مما يزيد من الأمان ويبسّط عملية إدارة المفاتيح للمستخدمين. هذه الطريقة تجعل حتى إذا فقد المستخدم جزءًا من المعلومات، لا يزال بإمكانه استعادة حق الوصول إلى المحفظة من خلال قنوات أخرى.

التشفير المتجانس الكامل (FHE): الحساب الآمن للبيانات المشفرة

تتمثل المشكلة الأساسية التي تحلها تقنية التشفير المتجانس بالكامل (FHE) في: كيفية السماح بإجراء عمليات حسابية معقدة على البيانات مع الحفاظ على حالتها المشفرة. يسمح FHE للمستخدمين بتسليم البيانات الحساسة المشفرة إلى طرف ثالث غير موثوق به للمعالجة، بينما لا يمكن للطرف الثالث في هذه العملية معرفة المحتوى الفعلي للبيانات.

في التطبيقات العملية، يسمح FHE لمالكي البيانات بتسليم البيانات المشفرة لمزودي خدمات السحاب لمعالجتها. يمكن لمزودي الخدمات إجراء مجموعة متنوعة من العمليات الحسابية على البيانات المشفرة، ولكن لا يمكنهم رؤية البيانات الأصلية. في النهاية، يمكن لمالكي البيانات فك تشفير نتائج العمليات الحسابية، للحصول على المعلومات المطلوبة.

في مجال blockchain و التشفير ، تستكشف تقنية FHE اتجاهات تطبيق جديدة. على سبيل المثال ، تستفيد بعض المشاريع من FHE لحل مشكلات التحقق في أنظمة إثبات الحصة (PoS). من خلال FHE ، يمكن لعقد التحقق إكمال عمل التحقق من الكتل دون معرفة إجابات بعضهم البعض بشكل محدد ، مما يمنع سلوك النسخ بين العقد ويزيد من مستوى اللامركزية في النظام.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام FHE في أنظمة التصويت، مما يضمن أن المشاركين يمكنهم اتخاذ القرارات دون معرفة نوايا تصويت الآخرين، مما يجنب التصويت الجماعي، ويعكس بشكل أفضل الرأي العام الحقيقي.

المقارنة التقنية

على الرغم من أن هذه التقنيات الثلاث تهدف إلى حماية خصوصية البيانات وأمانها، إلا أن هناك اختلافات واضحة في سيناريوهات التطبيق المحددة وتعقيد التكنولوجيا.

1. سيناريوهات التطبيق:

   • ZK يركز على إثبات صحة بيان معين دون الكشف عن معلومات إضافية.
   • تركز MPC على التعاون الآمن متعدد الأطراف، لحماية خصوصية بيانات كل الأطراف.
   • يسمح FHE بإجراء حسابات معقدة على البيانات في حالة التشفير، ويستخدم في مجالات مثل الحوسبة السحابية والذكاء الاصطناعي.

2. تعقيد التكنولوجيا:

   • يتطلب تنفيذ ZK مهارات رياضية وبرمجية عميقة، ويعد تصميم بروتوكولات فعالة وسهلة التنفيذ تحديًا كبيرًا.
   • تواجه MPC في حالة وجود عدة أطراف مشاكل في كفاءة التزامن والتواصل، وقد تكون تكاليف التنسيق مرتفعة.
   • على الرغم من أن FHE جذابة من الناحية النظرية، إلا أنها تواجه تحديات كبيرة في الكفاءة الحسابية في التطبيقات العملية.

! [FHE مقابل ZK مقابل MPC ، ما هو الفرق بالضبط بين تقنيات التشفير الثلاثة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b3f906bfa44f66a733257e13cbb05af.webp)

تمثل هذه التقنيات الثلاثة للتشفير إنجازات هامة في علم التشفير الحديث، حيث توفر أدوات قوية لأمان البيانات وحماية الخصوصية. مع التطور المستمر والتحسين للتكنولوجيا، ستلعب هذه التقنيات دوراً متزايد الأهمية في عالم الرقمية في المستقبل، مما يوفر للمستخدمين بيئة معالجة بيانات أكثر أماناً وخصوصية.