مقدمة عن تقنية التشفير المتماثل بالكامل وسيناريوهات التطبيق

التشفير المتماثل بالكامل(FHE) هو نوع خاص من أنظمة التشفير، يسمح بإجراء حسابات على النصوص المشفرة مباشرة دون فك تشفيرها، مما يحمي خصوصية البيانات. على عكس التشفير الثابت وتشفير النقل، يمكن لـ FHE معالجة البيانات المعقدة مع الحفاظ على الخصوصية.

تشمل الميزات الرئيسية للتشفير المتماثل بالكامل:

1. يمكن تنفيذ أي دالة حسابية على النص المشفر، والحصول على النتيجة المشفرة.

2. عملية الحساب مفتوحة، لكنها لن تكشف البيانات الأصلية.

3. حجم نتيجة الإخراج يعتمد فقط على البيانات الأصلية، ولا يتعلق بتعقيد الحساب.

4. تعتمد الأمان على خوارزميات التشفير، ولا تعتمد على الأجهزة.

عادةً ما تستخدم FHE ثلاثة أنواع من المفاتيح:

• مفتاح فك التشفير: المفتاح الرئيسي للنظام، يستخدم لفك تشفير النص المشفر.
• مفتاح التشفير: يستخدم لتحويل النص العادي إلى نص مشفر.
• مفتاح الحساب: يستخدم لإجراء عمليات التشفير المتماثل على النص المشفر.

تشمل أنماط التطبيق الشائعة للتشفير المتماثل بالكامل ما يلي:

1. نموذج التعهيد: يتم تشفير البيانات الحساسة وتسليمها لمزود خدمة السحابة لمعالجتها، ويناسب ذلك سيناريوهات مثل استرجاع المعلومات الخاصة.

2. نمط حساب الطرفين: يسهم كل طرف ببياناته الخاصة لإجراء حساب مشترك، مثل "مشكلة المليونير".

3. نمط التجميع: يتم تجميع بيانات الأطراف المتعددة بطريقة مضغوطة، مما يجعلها مناسبة للتعلم الفيدرالي، والتصويت عبر الإنترنت، وما إلى ذلك.

4. نمط العميل-الخادم: يوفر الخادم خدمات حسابية مثل نماذج الذكاء الاصطناعي الخاصة لعدة عملاء.

تتمثل ميزة FHE في أنه يمكنه حماية خصوصية البيانات، وفي الوقت نفسه تنفيذ معالجة بيانات معقدة. لكن حاليًا، تكون التكلفة الحسابية كبيرة، مما يتطلب المزيد من التحسين وتسريع الأجهزة. من المتوقع أن يلعب FHE دورًا مهمًا في المستقبل في مجالات الحوسبة الخصوصية، والحوسبة متعددة الأطراف الآمنة، وغيرها.