FHE، ZK و MPC: مقارنة متعمقة بين ثلاث تقنيات تشفير رئيسية

في عصر الرقمية اليوم، تعتبر تقنية التشفير ضرورية لحماية أمان البيانات والخصوصية الشخصية. ستتناول هذه المقالة ثلاث تقنيات تشفير هامة: التشفير المتجانس الكامل (FHE)، إثبات المعرفة الصفرية (ZK) والحساب الآمن المتعدد الأطراف (MPC)، وتحليل كيفية عملها، ومجالات تطبيقها، وخصائصها التقنية.

إثبات المعرفة الصفرية (ZK): تحقيق "الإثبات دون الكشف"

تتمثل المشكلة الأساسية التي تحلها تقنية إثبات المعرفة الصفرية في: كيفية التحقق من صحة المعلومات دون الكشف عن المحتوى المحدد. وهي تعتمد على أساس التشفير، مما يسمح لطرف بإثبات أنه يعرف سرًا ما، دون الحاجة إلى الكشف عن أي معلومات حول ذلك السر.

على سبيل المثال، تريد أليس أن تثبت لموظف شركة تأجير السيارات بوب أن وضعها الائتماني جيد، لكنها لا ترغب في تقديم تفاصيل حول كشف الحساب المصرفي. في هذه الحالة، يمكن استخدام مؤشرات مثل "نقطة الائتمان" كنوع من الإثباتات غير المعلنة. من خلال عرض درجة الائتمان، تثبت أليس مستوى ائتمانها دون الكشف عن معلومات مالية محددة.

في مجال blockchain، يُعتبر تطبيق ZK النموذجي هو العملات الرقمية المجهولة. على سبيل المثال، عندما يقوم المستخدمون بإجراء تحويل، يحتاجون إلى إثبات أنهم يمتلكون صلاحية التحويل مع الحفاظ على هويتهم مجهولة. تتيح إثباتات ZK للمعدنين التحقق من شرعية المعاملات دون معرفة هوية المستخدم، مما يسمح بتسجيل المعاملات على السلسلة.

حسابات آمنة متعددة الأطراف ( MPC ): تحقيق "الحساب المشترك دون تسريب"

تكنولوجيا الحوسبة الآمنة المتعددة الأطراف تحل بشكل رئيسي المشكلة: كيفية إجراء حساب مشترك بأمان دون أن يكشف المشاركون المتعددون عن معلوماتهم الحساسة.

تتيح هذه التقنية لعدة مشاركين إكمال مهام الحساب معًا دون الحاجة إلى أي طرف للكشف عن بيانات الإدخال الخاصة به. على سبيل المثال، يريد ثلاثة أشخاص حساب متوسط رواتبهم، لكنهم لا يريدون الكشف عن الأرقام المحددة لبعضهم البعض. يمكن لتقنية MPC أن تمكنهم من تحقيق هذا الهدف من خلال خوارزميات معينة.

في صناعة العملات الرقمية، يتم استخدام تقنية MPC في تطوير محافظ التوقيع المتعدد. على سبيل المثال، فإن محافظ MPC التي أطلقتها بعض منصات التداول تقسم المفتاح الخاص إلى عدة أجزاء، يتم تخزينها على هواتف المستخدمين، في السحابة، وفي البورصة. هذه الطريقة تعزز من الأمان وتزيد من سهولة الاستعادة. يمكن أن تتضمن محافظ MPC الأكثر تقدماً المزيد من الأطراف الثالثة لحماية شظايا المفاتيح الخاصة، مما يعزز الأمان بشكل أكبر.

التشفير الشامل ( FHE ): تنفيذ "الحساب في حالة التشفير"

تكنولوجيا التشفير المتجانس الكلي تركز على حل هذه المشكلة: كيفية تشفير البيانات بحيث يمكن تسليم البيانات المشفرة إلى طرف ثالث غير موثوق به لإجراء الحسابات، بينما لا يزال يمكن فك تشفير النتائج بشكل صحيح.

في نظام FHE، يمكن لمالك البيانات تشفير البيانات الأصلية، ثم تسليم البيانات المشفرة إلى طرف ثالث قوي القدرة الحسابية لمعالجتها. يكمل الطرف الثالث الحساب دون معرفة محتوى البيانات الأصلية، وأخيرًا يمكن لمالك البيانات فك التشفير للحصول على النتائج الحقيقية.

تطبيقات FHE في مجال الحوسبة السحابية والذكاء الاصطناعي مهمة. على سبيل المثال، عند معالجة السجلات الطبية الحساسة أو المعلومات المالية الشخصية، يمكن لـ FHE ضمان الحفاظ على تشفير البيانات طوال عملية المعالجة، مما يحمي أمان البيانات ويتوافق مع متطلبات اللوائح الخاصة بالخصوصية.

في مجال blockchain ، يمكن استخدام تقنية FHE لزيادة درجة اللامركزية في آلية إجماع PoS. من خلال FHE ، يمكن منع "نسخ" السلوك بين العقد في شبكات PoS الصغيرة ، مما يضمن أن كل عقدة تقوم بعمل التحقق بشكل مستقل. بنفس الطريقة ، في تصويت الحوكمة اللامركزية ، يمكن أن تمنع FHE ظاهرة "متابعة الأصوات" ، مما يعكس بشكل أفضل الرأي العام الحقيقي.

مقارنة التقنيات الثلاثة

على الرغم من أن هذه التقنيات الثلاثة تهدف إلى حماية خصوصية البيانات وأمانها، إلا أنها تختلف من حيث سيناريوهات التطبيق وتعقيد التكنولوجيا:

1. سيناريوهات التطبيق:

   • ZK يركز على "كيفية الإثبات"، وينطبق على السيناريوهات التي تتطلب التحقق من الأذونات أو الهوية.
   • MPC يركز على "كيفية الحساب"، وهو مناسب للأوضاع التي تحتاج فيها عدة أطراف إلى حساب مشترك ولكن يجب حماية خصوصية بيانات كل منها.
   • FHE يركز على "كيفية التشفير"، ويطبق في السيناريوهات التي تتطلب إجراء حسابات معقدة مع الحفاظ على حالة البيانات المشفرة.

2. تعقيد التكنولوجيا:

   • يتطلب تنفيذ ZK مهارات رياضية وبرمجية عميقة.
   • تواجه MPC مشاكل في الكفاءة في التزامن والتواصل عندما يكون هناك العديد من المشاركين.
   • على الرغم من أن FHE جذابة للغاية من الناحية النظرية، إلا أنها تواجه تحديات كبيرة في كفاءة الحساب في التطبيقات العملية.

تتميز هذه الأنواع الثلاثة من التشفير بخصائصها الخاصة، وتشكل معًا دعائم مهمة في علم التشفير الحديث، مما يوفر دعمًا تقنيًا قويًا لأمان البيانات وحماية الخصوصية. مع التطور المستمر لهذه التكنولوجيا وتحسينها، ستلعب دورًا مهمًا في مجالات أوسع، مما يدفع بأمان العالم الرقمي وحماية الخصوصية إلى الأمام باستمرار.

! [FHE مقابل ZK مقابل MPC ، ما هو الفرق بالضبط بين تقنيات التشفير الثلاثة؟] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a8afc06a0d1893b261415caa9cd92e6a.webp)