التشفير المتماثل بالكامل التقنية والتطبيقات المستقبلية

لقد لعبت تقنيات التشفير دورًا رئيسيًا في تقدم الحضارة الإنسانية، خاصة في مجالات أمن المعلومات وحماية الخصوصية. إنها لا توفر فقط الحماية لنقل البيانات وتخزينها، بل تم تطبيق التشفير غير المتماثل ودوال التجزئة بشكل مبتكر من قبل ساتوشي ناكاموتو لتصميم آلية إثبات العمل لبيتكوين، مما أطلق عصر blockchain.

مع تطور تكنولوجيا blockchain، تتزايد تقنيات التشفير المتقدمة مثل إثباتات المعرفة الصفرية، والحساب متعدد الأطراف، والتشفير المتماثل بالكامل. ومن بين هذه التقنيات، يُعتبر التشفير المتماثل بالكامل (FHE) بارزًا بشكل خاص، حيث يسمح بإجراء حسابات عشوائية على البيانات المشفرة دون فك تشفيرها، مما يفتح آفاقًا جديدة للحسابات الخاصة.

مقدمة عن التشفير المتماثل بالكامل

FHE هو نوع من تقنيات التشفير المتماثل، يسمح بإجراء الحسابات على النصوص المشفرة، ويمكن أن يتم ربط نتائج الحسابات مباشرة بالنصوص الواضحة. بالمقارنة مع التشفير المتماثل الجزئي، يدعم FHE حسابات وعمليات غير محدودة.

على الرغم من أن المبادئ الرياضية للتشفير المتماثل بالكامل معقدة، فإن عملية استخدامها نسبياً بسيطة: توليد زوج المفاتيح، تشفير البيانات، إجراء الحسابات المتماثلة، فك تشفير النتائج. في الممارسة العملية، فإن إدارة مفتاح فك التشفير أمر بالغ الأهمية.

تنفيذ FHE على البلوكشين

لتحقيق التشفير المتماثل بالكامل (FHE) على blockchain، فإن الطريقة المثالية هي تغليفه كمكتبة عقود ذكية. يتطلب ذلك دعم الآلة الافتراضية لمجموعة التعليمات المحددة المطلوبة لـ FHE. بناءً على EVM المستخدم على نطاق واسع، طورت شركة Zama fhEVM لدعم تنفيذ الخصوصية في Solidity.

تشمل الخصائص الأساسية لـ fhEVM:

• دعم عمليات التشفير المتماثل بالكامل من خلال العقود المسبقة التجهيز
• آلية فك التشفير القائمة على بروتوكول العتبة الموزع
• مكتبة عقود Solidity التي تخفض عتبة التطوير

حل FHE-Rollups

من أجل بناء نظام بيئي كامل، تستكشف Fhenix دمج fhEVM مع تقنية Rollup، وتقترح حلاً من نوع FHE-Rollups Layer2. نظراً لصعوبة التنفيذ، اختارت Fhenix مسار التقنية القائم على Optimistic Rollups.

تتضمن مجموعة تقنيات Fhenix:

• نسخة مُثبت الاحتيال لـ Arbitrum Nitro
• المكتبة الأساسية fheOS
• شبكة خدمات العتبة ( TSN )

Fhenix قدمت أيضًا وحدة Relay، مما يسمح لمختلف شبكات البلوكشين بالاتصال بمعالجات FHE لاستخدام وظائف FHE.

آفاق تطبيق التشفير المتماثل بالكامل

تظهر تقنية التشفير المتماثل بالكامل آفاقًا واسعة في مجالات متعددة:

• لعبة سلسلة كاملة لحماية الخصوصية
• حماية DeFi/MEV
• حماية الخصوصية أثناء تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي

تطوير نظام التشفير المتماثل بالكامل

بجانب Zama و Fhenix، هناك مجموعة من المشاريع الجديرة بالاهتمام في نظام FHE البيئي:

• واقي الشمس: مترجم FHE المطور ذاتياً
• شبكة الذكاء: دمج شبكة FHE الخاصة بـ EigenLayer
• PADO Labs: zkFHE التي تجمع بين التشفير المتماثل والتشفير المتماثل بالكامل
• Arcium: شبكة الحوسبة السرية المتوازية
• شبكة Inco: Layer1 لتحسين كفاءة حسابات التشفير المتماثل بالكامل
• علاج: طبقة FHE Layer3 في نظام Shiba البيئي
• octra: شبكة FHE تدعم بيئات التنفيذ المعزولة
• BasedAI: شبكة لإدخال ميزات التشفير المتماثل بالكامل لـ LLM
• Encifher: مكرس لمشروع FHEML
• Privasea: شبكة FHE المخصصة لاستنتاج ML في مجال الذكاء الاصطناعي

تتطور تقنية التشفير المتماثل بالكامل بسرعة، ومن المتوقع أن تلعب دورًا مهمًا في عدة مجالات في المستقبل، مما يوفر إمكانيات جديدة لسلسلة الكتل.