التشفير المتماثل بالكامل FHE: أداة حماية الخصوصية في عصر الذكاء الاصطناعي

شهدت الأسواق في الآونة الأخيرة حالة من الركود، مما أتاح لنا المزيد من الوقت للتركيز على بعض التقنيات الناشئة. على الرغم من أن سوق التشفير في عام 2024 ليس بنفس الزخم الذي كان عليه في السنوات الماضية، إلا أن هناك بعض التقنيات الجديدة التي بدأت تنضج تدريجياً، ومن بينها الموضوع الذي سنناقشه اليوم: التشفير المتماثل بالكامل (Fully Homomorphic Encryption، اختصاراً FHE).

لفهم هذا المفهوم المعقد FHE، نحتاج أولاً إلى فهم ما هو "التشفير" و "المتماثل"، ولماذا يجب أن يكون "كاملًا".

1. مفهوم التشفير الأساسي

التشفير هو وسيلة لحماية أمان المعلومات. على سبيل المثال، إذا كانت أليس تريد إرسال "1314 520" إلى بوب من خلال الطرف الثالث سي، وفي نفس الوقت لا تريد أن يعرف سي المحتوى، يمكنها استخدام طريقة تشفير بسيطة: ضرب كل رقم في 2. بهذه الطريقة، تصبح المعلومات المرسلة "2628 1040". عندما يستلم بوب، يكفي أن يقسم كل رقم على 2، ليتمكن من فك تشفير المعلومات الأصلية. هذه الطريقة هي نوع أساسي من التشفير المتماثل.

2. مفهوم التشفير المتماثل

التشفير المتماثل أكثر تقدما، حيث يسمح بإجراء العمليات الحسابية على البيانات المشفرة دون الحاجة إلى فك تشفيرها أولا. لنفترض أن آليس تبلغ من العمر 7 سنوات، وتعرف فقط على أبسط العمليات مثل الضرب في 2 والقسمة على 2. الآن تحتاج إلى حساب إجمالي فاتورة الكهرباء لعائلتها لمدة 12 شهرا، 400 يوان شهريا، لكنها لا تستطيع إجراء مثل هذه الحسابات المعقدة.

يمكنها القيام بذلك على النحو التالي: ضرب 400 و 12 في 2 ، لتحصل على 800 و 24 ، ثم تجعل C يحسب 800 مضروب في 24. بعد أن يحسب C النتيجة 19200 ويخبر Alice ، تقوم Alice بقسمة هذه النتيجة على 2 ثم على 2 مرة أخرى ، فتصل إلى الإجابة الصحيحة 4800 يوان. خلال هذه العملية ، لم يكن C يعلم ما كانت تحسبه Alice في الواقع ، وهذا مثال بسيط على التشفير المتماثل.

3. ضرورة التشفير المتماثل بالكامل

ومع ذلك، قد يتم كسر التشفير المتماثل البسيط. على سبيل المثال، يمكن أن يستنتج C من خلال طريقة التجريب أن ما كانت Alice تحاول حسابه هو 400 و12. وهذا يتطلب أسلوب تشفير أكثر تعقيدًا، وهو التشفير المتماثل بالكامل.

التشفير المتماثل بالكامل يسمح بإجراء أي عدد من عمليات الجمع والضرب على البيانات المشفرة، كما يضمن الحصول على نتائج صحيحة بعد فك التشفير. هذه التقنية قادرة على معالجة مسائل رياضية أكثر تعقيدًا، بينما تقضي تقريبًا تمامًا على إمكانية تجسس الأطراف الثالثة على بيانات الخصوصية.

حتى عام 2009، قدم جنري وآخرون من العلماء فكرة جديدة، مما فتح حقًا باب التشفير المتماثل بالكامل.

تطبيقات التشفير المتماثل بالكامل في مجال الذكاء الاصطناعي

تتمتع تقنية FHE بإمكانيات هائلة في مجال الذكاء الاصطناعي. يحتاج الذكاء الاصطناعي إلى كميات كبيرة من بيانات التدريب، ولكن العديد من البيانات تتمتع بخصوصية عالية. يمكن أن تحل FHE هذه المعادلة:

1. استخدم التشفير المتماثل بالكامل لحماية البيانات الحساسة
2. استخدام البيانات المشفرة لتدريب الذكاء الاصطناعي
3. نتائج التشفير الصادرة عن الذكاء الاصطناعي
4. مالك البيانات يقوم بفك تشفير النتائج بأمان محلياً

بهذه الطريقة، يمكن حماية خصوصية البيانات تمامًا، واستخدام القوة الحسابية الكبيرة للذكاء الاصطناعي بشكل كامل.

التطبيقات الواقعية للتشفير المتماثل بالكامل

يمكن تطبيق تقنية FHE في العديد من المجالات، مثل التعرف على الوجه:

• الطلب: تحديد ما إذا كان شخصًا حقيقيًا
• التحدي: لا يمكن كشف المعلومات الحساسة للوجه يمكن أن تحل التشفير المتماثل بالكامل هذه المشكلة بفعالية.

ومع ذلك، تتطلب حسابات التشفير المتماثل بالكامل قوة حوسبة هائلة. ولهذا، تقوم بعض المشاريع ببناء شبكات حوسبة متخصصة ومرافق داعمة.

أهمية FHE في تطوير الذكاء الاصطناعي

إذا تمكن الذكاء الاصطناعي من تطبيق تقنية التشفير المتماثل بالكامل على نطاق واسع، فسوف يخفف بشكل كبير من مشكلات أمان البيانات والخصوصية التي تواجهها حاليًا. من الأمن القومي إلى حماية الخصوصية الشخصية، يتمتع التشفير المتماثل بالكامل بمجموعة واسعة من آفاق التطبيق.

في هذا العصر الذي يتطور فيه الذكاء الاصطناعي بسرعة، قد تصبح تقنية التشفير المتماثل بالكامل آخر خط دفاع لحماية خصوصية الإنسان. سواء في حماية المعلومات العسكرية في النزاعات الدولية، أو في حماية الخصوصية الشخصية في الحياة اليومية، سيلعب التشفير المتماثل دورًا مهمًا.

مع مرور الوقت، ستزداد قوة تأثير الذكاء الاصطناعي. في هذا السياق، فإن أهمية تقنية التشفير المتماثل بالكامل لا تحتاج إلى توضيح. إنها ليست مجرد ابتكار تقني، بل هي أداة أساسية لحماية حقوق الأفراد في العصر الرقمي.