التشفير المتماثل بالكامل: أداة حماية الخصوصية في عصر الذكاء الاصطناعي

تشهد سوق العملات الرقمية في الفترة الأخيرة ركودًا، مما أتاح لنا المزيد من الوقت للتركيز على تطورات بعض التقنيات الناشئة. على الرغم من أن تقلبات السوق في عام 2024 ليست بنفس حدة السنوات السابقة، إلا أن هناك بعض التقنيات الجديدة التي بدأت في النضوج تدريجياً، ومن بينها التشفير المتماثل بالكامل (Fully Homomorphic Encryption، اختصارًا FHE) التي سنتناولها اليوم.

لفهم هذا المفهوم المعقد FHE، نحتاج أولاً إلى توضيح ما هو "التشفير"، و"المتماثل"، ولماذا نحتاج إلى "الكامل".

مفهوم التشفير الأساسي

أبسط طرق التشفير التي نعرفها جميعًا. على سبيل المثال، إذا أرادت أليس إرسال رقم سري لبوب وهو "1314 520"، لكنها لا ترغب في أن يعرف الطرف الثالث الذي ينقل الرسالة المحتوى. يمكنها استخدام طريقة تشفير بسيطة: ضرب كل رقم في 2. بهذه الطريقة، تصبح الرسالة المرسلة "2628 1040". عندما يتلقى بوب الرسالة، يحتاج فقط إلى قسمة كل رقم على 2 ليتمكن من الحصول على المعلومات الأصلية.

تسمح هذه الطريقة في التشفير المتماثل لشخصين بتبادل المعلومات بأمان دون الثقة في المرسل.

مفهوم التشفير المتماثل

الآن، دعونا نفكر في سيناريو أكثر تعقيدًا. لنفترض أن أليس تبلغ من العمر 7 سنوات فقط، وتعرف فقط على الضرب والقسمة الأساسية. تحتاج إلى حساب فاتورة الكهرباء في منزلها لمدة 12 شهرًا، كل شهر 400 يوان، لكنها لا تستطيع القيام بهذا الضرب المعقد.

أليس لا تريد أن يعرف الآخرون بالضبط تكلفة الكهرباء وعدد الأشهر، لذلك استخدمت طريقة ذكية. قامت بضرب 400 و 12 في 2، ثم طلبت من شخص يمكنه القيام بحسابات معقدة يُدعى C أن يساعدها في حساب نتيجة 800 مضروبة في 24. حسب C النتيجة لتكون 19200، وبعد أن أخبر أليس بذلك، قامت أليس بقسمة هذه النتيجة على 4 (أي قسمة على 2 مرتين)، وبالتالي حصلت على إجمالي تكلفة الكهرباء الصحيح وهو 4800 يوان.

هذه هي مثال بسيط على التشفير المتماثل للضرب. 800 مضروب في 24 هو في الواقع تمثيل لـ 400 مضروب في 12، حيث تبقى الأشكال قبل وبعد التشفير كما هي، لذلك يُطلق عليه "متماثل". هذه الطريقة تسمح لـ Alice بتفويض طرف ثالث غير موثوق به لإجراء الحسابات مع حماية المعلومات الحساسة.

لماذا نحتاج إلى "التشفير المتماثل بالكامل"

ومع ذلك، غالبًا ما تكون مشكلات العالم الحقيقي أكثر تعقيدًا. إذا كانت C ذكية بما فيه الكفاية، فقد تتمكن من كسر الرقم الذي كانت Alice تنوي حسابه من خلال طريقة الاستنفاد. وهذا يتطلب تقنية "التشفير المتماثل بالكامل" أكثر تقدمًا لحل هذه المشكلة.

التشفير المتماثل بالكامل يسمح بإجراء أي عدد من عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة، وليس مقتصراً على عمليات معينة أو عدد محدود. هذا يزيد بشكل كبير من صعوبة الاختراق، مما يجعل من المستحيل تقريباً على الأطراف الثالثة التطفل على البيانات الأصلية.

التشفير المتماثل بالكامل حتى عام 2009 حقق تقدمًا ثوريًا، ليصبح أحد المعالم المهمة في مجال التشفير.

تطبيقات FHE: على سبيل المثال AI

أحد المجالات المهمة لتطبيق تقنية التشفير المتماثل بالكامل هو الذكاء الاصطناعي. من المعروف أن أنظمة الذكاء الاصطناعي القوية تحتاج إلى تدريب على كميات كبيرة من البيانات، ولكن هذه البيانات غالبًا ما تتعلق بمشاكل الخصوصية. يوفر التشفير المتماثل بالكامل إمكانية لحل هذه التناقضات:

1. قم بتشفير البيانات الحساسة باستخدام طريقة التشفير المتماثل بالكامل
2. استخدام البيانات المشفرة في تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي
3. مخرجات الذكاء الاصطناعي للتشفير

تسمح هذه الطريقة للذكاء الاصطناعي بإجراء الحسابات والتعلم دون أي اتصال بالبيانات الأصلية. يمكن لمالكي البيانات فك تشفير النتائج بأمان محليًا، مما يستفيد من القوة الحاسوبية القوية للذكاء الاصطناعي مع حماية خصوصية البيانات.

حالياً، هناك العديد من المشاريع التي تستكشف تطبيقات تقنية التشفير المتماثل بالكامل في مجال الذكاء الاصطناعي. أحد هذه المشاريع قدم سيناريو تطبيق مثير للاهتمام: التعرف على الوجه. فهو يمكن الآلات من تحديد ما إذا كان الشخص حقيقياً أم لا، بينما يضمن عدم تسرب أي معلومات حساسة عن الوجه.

ومع ذلك، لا تزال التطبيقات العملية للتشفير المتماثل بالكامل تواجه بعض التحديات، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنها تتطلب موارد حسابية ضخمة. ولهذا، تعمل بعض المشاريع على بناء شبكات حوسبة متخصصة ومرافق ملحقة لدعم حسابات التشفير المتماثل بالكامل.

معنى التشفير المتماثل بالكامل

إذا استطاع الذكاء الاصطناعي تطبيق تقنية التشفير المتماثل بالكامل على نطاق واسع، فسوف يخفف بشكل كبير من الضغوط المتعلقة بأمان البيانات وحماية الخصوصية التي تواجه تطوير الذكاء الاصطناعي حالياً. من الأمن القومي إلى الخصوصية الشخصية، قد يصبح التشفير المتماثل بالكامل الخط الدفاعي الأخير لحماية البيانات في عصر الذكاء الاصطناعي.

مع التطور السريع لتقنية الذكاء الاصطناعي، يمكننا أن نتوقع أنه في المستقبل القريب، قد تلعب تقنية التشفير المتماثل بالكامل دورًا مهمًا في المزيد من المجالات، مما يوفر لنا حماية خصوصية أقوى أثناء الاستمتاع ب便利 الذكاء الاصطناعي.