استكشاف التشفير المتماثل بالكامل: أداة حماية الخصوصية في عصر الذكاء الاصطناعي
على الرغم من أن سوق التشفير لم يشهد تقلبات كبيرة في الآونة الأخيرة، إلا أن هناك بعض التقنيات الناشئة التي تتطور تدريجياً. ومن بين هذه التقنيات، فإن التشفير المتماثل بالكامل (Fully Homomorphic Encryption, FHE) هو اتجاه يستحق الانتباه. في مايو من هذا العام، نشر مؤسس إيثيريوم فيتالك بوترين مقالًا خاصًا حول FHE، مما أثار مناقشات واسعة في الصناعة.
لفهم هذا المفهوم المعقد للتشفير المتماثل بالكامل، نحتاج أولاً إلى فهم معاني "التشفير" و"المتماثل"، ولماذا يجب تحقيق "التشفير المتماثل بالكامل".
التشفير الأساسي للمفاهيم
التشفير هو وسيلة شائعة لحماية أمان المعلومات. على سبيل المثال، تريد أليس إرسال رسالة سرية "1314 520" إلى بوب عبر الطرف الثالث ج. للحفاظ على السرية، يمكن لأليس ضرب كل رقم في 2 لتشفيره ببساطة، ليصبح "2628 1040". عندما يتلقى بوب الرسالة، يكفي أن يقسم كل رقم على 2 لاسترجاع المعلومات الأصلية. هذه هي طريقة أساسية للتشفير المتماثل.
التشفير المتماثل
التشفير المتماثل يذهب خطوة أبعد، حيث يسمح بإجراء الحسابات مباشرة على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك التشفير أولاً. لنفترض أن آليس البالغة من العمر 7 سنوات تعرف فقط العمليات الأساسية مثل الضرب في 2 والقسمة على 2، وهي بحاجة إلى حساب إجمالي فاتورة الكهرباء في المنزل لمدة 12 شهرًا (400 يوان شهريًا). يمكن لآليس تشفير 400 و12 عن طريق ضربهما في 2، ثم تطلب من الطرف الثالث C حساب نتيجة 800 × 24. بعد أن يحصل C على 19200، تقوم آليس بعد ذلك بقسمة النتيجة على 4، مما يمكنها من الحصول على إجمالي الفاتورة الصحيحة البالغة 4800 يوان. خلال هذه العملية، لم يكن C على علم بالمبلغ الفعلي لفاتورة الكهرباء وعدد الأشهر، مما يعكس خصائص التشفير المتماثل.
ضرورة التشفير المتماثل بالكامل
ومع ذلك، قد يتم اختراق التشفير المتماثل البسيط. على سبيل المثال، يمكن لـ C استنتاج البيانات الأصلية من خلال طريقة التجربة والخطأ. لذلك، هناك حاجة إلى تقنيات تشفير متماثل بالكامل أكثر تعقيدًا. يتيح التشفير المتماثل بالكامل إجراء عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة عددًا غير محدود من المرات، مما يزيد بشكل كبير من صعوبة الاختراق. وهذا يجعل التشفير المتماثل بالكامل يمثل اختراقًا هامًا في علم التشفير، حتى بدأ تطبيق التشفير المتماثل بالكامل بعد أن اقترح جينتري وآخرون أفكارًا جديدة في عام 2009.
آفاق تطبيق التشفير المتماثل بالكامل في مجال الذكاء الاصطناعي
تتمتع تقنية FHE بآفاق واسعة من التطبيقات في مجال الذكاء الاصطناعي. يتطلب تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي كميات كبيرة من البيانات، لكن العديد من هذه البيانات تتعلق بمسائل الخصوصية. يمكن لتقنية FHE أن تحمي خصوصية البيانات بينما تسمح لنماذج الذكاء الاصطناعي بإجراء الحسابات والتعلم على البيانات المشفرة. على وجه التحديد:
يمكن لمالكي البيانات استخدام التشفير المتماثل بالكامل لتشفير البيانات الحساسة
تقديم البيانات المشفرة إلى الذكاء الاصطناعي لإجراء الحسابات
نتائج التشفير الناتجة عن الذكاء الاصطناعي
يمتلك مالك البيانات نتائج فك التشفير الآمنة محليًا
هذه الطريقة تحمي خصوصية البيانات الأصلية وفي نفس الوقت تستفيد بشكل كامل من القدرة الحسابية للذكاء الاصطناعي، مما يحقق هدف "كلاهما".
مشاريع التشفير المتماثل بالكامل والتطبيقات العملية
تمتلك العديد من المشاريع حالياً استكشاف تقنية FHE، مثل Zama وPrivasea وMind Network. كمثال على تطبيق التعرف على الوجه، يمكن أن يسمح FHE للذكاء الاصطناعي بتحديد ما إذا كان شخصاً حقيقياً دون الكشف عن معلومات الوجه الخاصة بالمستخدم.
ومع ذلك، تتطلب حسابات التشفير المتماثل بالكامل قوة حوسبة كبيرة. لحل هذه المشكلة، تعمل بعض المشاريع على بناء شبكات حوسبة متخصصة ومرافق داعمة. على سبيل المثال، أطلقت إحدى المشاريع منتجًا للأجهزة مشابهًا لأجهزة التعدين، بالإضافة إلى إصدار "شهادات عمل" بشكل NFT، لتحفيز المستخدمين على المشاركة في بناء الشبكة.
أهمية FHE
مع انتشار تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، تبرز مشكلة خصوصية البيانات بشكل متزايد. من خصوصية الأفراد إلى الأمن القومي، فإن تكنولوجيا التشفير المتماثل بالكامل لها تطبيقات هامة محتملة. على سبيل المثال، في المجال العسكري، يمكن أن تسمح FHE للأطراف المختلفة باستخدام تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي مع حماية المعلومات الحساسة. في الحياة اليومية، من فتح الهاتف باستخدام الوجه إلى معالجة بيانات الخصوصية المختلفة، قد تلعب FHE دوراً هاماً.
إذا كانت تقنية التشفير المتماثل بالكامل قادرة على النضوج فعلاً، فستصبح خط الدفاع الأخير لحماية خصوصية البشر في عصر الذكاء الاصطناعي، ولها تأثير عميق على الأفراد والشركات والدول.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تقنية FHE: حارس الخصوصية في عصر الذكاء الاصطناعي
استكشاف التشفير المتماثل بالكامل: أداة حماية الخصوصية في عصر الذكاء الاصطناعي
على الرغم من أن سوق التشفير لم يشهد تقلبات كبيرة في الآونة الأخيرة، إلا أن هناك بعض التقنيات الناشئة التي تتطور تدريجياً. ومن بين هذه التقنيات، فإن التشفير المتماثل بالكامل (Fully Homomorphic Encryption, FHE) هو اتجاه يستحق الانتباه. في مايو من هذا العام، نشر مؤسس إيثيريوم فيتالك بوترين مقالًا خاصًا حول FHE، مما أثار مناقشات واسعة في الصناعة.
لفهم هذا المفهوم المعقد للتشفير المتماثل بالكامل، نحتاج أولاً إلى فهم معاني "التشفير" و"المتماثل"، ولماذا يجب تحقيق "التشفير المتماثل بالكامل".
التشفير الأساسي للمفاهيم
التشفير هو وسيلة شائعة لحماية أمان المعلومات. على سبيل المثال، تريد أليس إرسال رسالة سرية "1314 520" إلى بوب عبر الطرف الثالث ج. للحفاظ على السرية، يمكن لأليس ضرب كل رقم في 2 لتشفيره ببساطة، ليصبح "2628 1040". عندما يتلقى بوب الرسالة، يكفي أن يقسم كل رقم على 2 لاسترجاع المعلومات الأصلية. هذه هي طريقة أساسية للتشفير المتماثل.
التشفير المتماثل
التشفير المتماثل يذهب خطوة أبعد، حيث يسمح بإجراء الحسابات مباشرة على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك التشفير أولاً. لنفترض أن آليس البالغة من العمر 7 سنوات تعرف فقط العمليات الأساسية مثل الضرب في 2 والقسمة على 2، وهي بحاجة إلى حساب إجمالي فاتورة الكهرباء في المنزل لمدة 12 شهرًا (400 يوان شهريًا). يمكن لآليس تشفير 400 و12 عن طريق ضربهما في 2، ثم تطلب من الطرف الثالث C حساب نتيجة 800 × 24. بعد أن يحصل C على 19200، تقوم آليس بعد ذلك بقسمة النتيجة على 4، مما يمكنها من الحصول على إجمالي الفاتورة الصحيحة البالغة 4800 يوان. خلال هذه العملية، لم يكن C على علم بالمبلغ الفعلي لفاتورة الكهرباء وعدد الأشهر، مما يعكس خصائص التشفير المتماثل.
ضرورة التشفير المتماثل بالكامل
ومع ذلك، قد يتم اختراق التشفير المتماثل البسيط. على سبيل المثال، يمكن لـ C استنتاج البيانات الأصلية من خلال طريقة التجربة والخطأ. لذلك، هناك حاجة إلى تقنيات تشفير متماثل بالكامل أكثر تعقيدًا. يتيح التشفير المتماثل بالكامل إجراء عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة عددًا غير محدود من المرات، مما يزيد بشكل كبير من صعوبة الاختراق. وهذا يجعل التشفير المتماثل بالكامل يمثل اختراقًا هامًا في علم التشفير، حتى بدأ تطبيق التشفير المتماثل بالكامل بعد أن اقترح جينتري وآخرون أفكارًا جديدة في عام 2009.
آفاق تطبيق التشفير المتماثل بالكامل في مجال الذكاء الاصطناعي
تتمتع تقنية FHE بآفاق واسعة من التطبيقات في مجال الذكاء الاصطناعي. يتطلب تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي كميات كبيرة من البيانات، لكن العديد من هذه البيانات تتعلق بمسائل الخصوصية. يمكن لتقنية FHE أن تحمي خصوصية البيانات بينما تسمح لنماذج الذكاء الاصطناعي بإجراء الحسابات والتعلم على البيانات المشفرة. على وجه التحديد:
هذه الطريقة تحمي خصوصية البيانات الأصلية وفي نفس الوقت تستفيد بشكل كامل من القدرة الحسابية للذكاء الاصطناعي، مما يحقق هدف "كلاهما".
مشاريع التشفير المتماثل بالكامل والتطبيقات العملية
تمتلك العديد من المشاريع حالياً استكشاف تقنية FHE، مثل Zama وPrivasea وMind Network. كمثال على تطبيق التعرف على الوجه، يمكن أن يسمح FHE للذكاء الاصطناعي بتحديد ما إذا كان شخصاً حقيقياً دون الكشف عن معلومات الوجه الخاصة بالمستخدم.
ومع ذلك، تتطلب حسابات التشفير المتماثل بالكامل قوة حوسبة كبيرة. لحل هذه المشكلة، تعمل بعض المشاريع على بناء شبكات حوسبة متخصصة ومرافق داعمة. على سبيل المثال، أطلقت إحدى المشاريع منتجًا للأجهزة مشابهًا لأجهزة التعدين، بالإضافة إلى إصدار "شهادات عمل" بشكل NFT، لتحفيز المستخدمين على المشاركة في بناء الشبكة.
أهمية FHE
مع انتشار تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، تبرز مشكلة خصوصية البيانات بشكل متزايد. من خصوصية الأفراد إلى الأمن القومي، فإن تكنولوجيا التشفير المتماثل بالكامل لها تطبيقات هامة محتملة. على سبيل المثال، في المجال العسكري، يمكن أن تسمح FHE للأطراف المختلفة باستخدام تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي مع حماية المعلومات الحساسة. في الحياة اليومية، من فتح الهاتف باستخدام الوجه إلى معالجة بيانات الخصوصية المختلفة، قد تلعب FHE دوراً هاماً.
إذا كانت تقنية التشفير المتماثل بالكامل قادرة على النضوج فعلاً، فستصبح خط الدفاع الأخير لحماية خصوصية البشر في عصر الذكاء الاصطناعي، ولها تأثير عميق على الأفراد والشركات والدول.