FHE، ZK و MPC: مقارنة بين ثلاث تقنيات التشفير المتقدمة
في عصر الرقمية الحالي، أصبحت أمان البيانات وحماية الخصوصية أكثر أهمية. التشفير المتجانس الكامل (FHE) وإثبات المعرفة الصفرية (ZK) والحساب الآمن متعدد الأطراف (MPC) كأحدث ثلاث تقنيات تشفير، تلعب كل منها دورًا رئيسيًا في سيناريوهات مختلفة. ستقوم هذه المقالة بمقارنة مفصلة لخصائص وتطبيقات هذه التقنيات الثلاث.
إثبات المعرفة الصفرية (ZK)
تكنولوجيا إثبات المعرفة الصفرية تهدف إلى حل مشكلة كيفية التحقق من صحة المعلومات دون الكشف عن المحتوى المحدد. إنها قائمة على أساس التشفير، وتسمح لطرف بإثبات وجود سر ما لطرف آخر دون الكشف عن أي معلومات حول السر نفسه.
على سبيل المثال، لنفترض أن أليس تحتاج إلى إثبات أن لديها ائتمان جيد لشركة تأجير السيارات، لكنها لا تريد تقديم تفاصيل حول كشف حسابها البنكي. في هذه الحالة، يمكن أن يكون "نقاط الائتمان" التي تقدمها البنوك أو برامج الدفع بمثابة نوع من الإثبات غير القابل للمعرفة. يمكن لأليس إثبات أن درجة ائتمانها تلبي المعايير دون عرض معلومات حساب معينة.
في مجال blockchain ، يمكن أن تشير تطبيقات تقنية ZK إلى عملة مشفرة معينة. عند إجراء التحويلات ، يحتاج المستخدمون إلى إثبات امتلاكهم لحقوق كمية كافية من العملات أثناء الحفاظ على匿名ية. من خلال إنشاء إثباتات ZK ، يمكن لعمال المناجم التحقق من شرعية المعاملات وإدراجها في السلسلة دون معرفة هوية المتداول.
حسابات آمنة متعددة الأطراف (MPC)
تركز تقنية الحوسبة الآمنة المتعددة الأطراف على كيفية السماح للعديد من المشاركين بإكمال مهمة حسابية مشتركة دون الكشف عن المعلومات الحساسة. تتيح هذه التقنية لعدة مشاركين التعاون في الحساب دون الحاجة إلى أن يكشف أي طرف عن بيانات دخله.
على سبيل المثال، إذا كان ثلاثة أشخاص يرغبون في حساب متوسط رواتبهم، لكنهم لا يريدون الكشف عن الأرقام الدقيقة لرواتبهم. يمكنهم تقسيم رواتبهم إلى ثلاثة أجزاء، وتبادل جزءين منها مع الآخرين. يقوم كل شخص بجمع الأرقام التي استلمها، ثم يشارك نتيجة الجمع. أخيرًا، يقوم الثلاثة بحساب مجموع نتائج الجمع الثلاثة، وبالتالي يحصلون على المتوسط، لكن لا يمكنهم تحديد الراتب الدقيق للأشخاص الآخرين بخلاف أنفسهم.
في مجال العملات المشفرة، قامت بعض منصات التداول بإطلاق محافظ MPC التي تستخدم هذه التقنية. لم يعد المستخدمون بحاجة لتذكر 12 كلمة مرور، بل يعتمدون على طريقة مشابهة لتوقيع متعدد 2/2، حيث يتم تخزين المفتاح الخاص بشكل موزع على هاتف المستخدم والسحابة ومنصة التداول. حتى إذا فقد المستخدم هاتفه، لا يزال بإمكانه استعادة المفتاح الخاص من خلال الجزئين الآخرين.
التشفير المتجانس بالكامل (FHE)
تقنية التشفير المتجانس بالكامل حلت مشكلة كيفية تشفير البيانات الحساسة، بحيث يمكن تسليمها إلى طرف ثالث غير موثوق به للقيام بالحسابات المساعدة، مع ضمان إمكانية فك تشفير النتائج بشكل صحيح.
تخيل سيناريو حيث تحتاج أليس إلى الاعتماد على القوة الحاسوبية الكبيرة لبوب، لكنها لا تريد تسريب البيانات الأصلية. يمكنها إضافة ضوضاء إلى البيانات (من خلال التشفير بواسطة الجمع/الضرب المتكرر)، ثم تجعل بوب يعالج البيانات المشفرة. في النهاية، تقوم أليس بفك التشفير للحصول على النتيجة الحقيقية، بينما لا يعرف بوب أي شيء عن المحتوى.
تعتبر FHE مهمة بشكل خاص عند معالجة البيانات الحساسة في بيئة الحوسبة السحابية. على سبيل المثال، عند معالجة السجلات الطبية أو المعلومات المالية الشخصية، فإن FHE يسمح للبيانات بالبقاء في حالة تشفير طوال عملية المعالجة، مما يحمي أمان البيانات ويلتزم بمتطلبات لوائح الخصوصية.
في مجال blockchain ، يمكن تطبيق تقنية FHE لتحسين عملية التحقق في شبكات PoS الصغيرة. من خلال السماح للعقد بإكمال التحقق من الكتل دون معرفة إجابات بعضها البعض، يمكن منع سلوك النسخ بين العقد وزيادة درجة اللامركزية للشبكة. وبالمثل، في أنظمة التصويت، يمكن لتقنية FHE منع التصويت القائم على التقليد، مما يعكس بشكل أكثر دقة الرأي العام الحقيقي.
مقارنة بين ثلاث تقنيات
على الرغم من أن ZK و MPC و FHE تهدف جميعها إلى حماية خصوصية البيانات وأمانها، إلا أن هناك اختلافات في سيناريوهات التطبيق وتعقيد التقنية بينها:
سيناريوهات التطبيق:
ZK يركز على "كيفية الإثبات"، وهو مناسب لمواقف التحقق من الأذونات أو الهوية.
MPC يركز على "كيفية الحساب"، وهو مناسب للحالات التي تحتاج فيها الأطراف المتعددة إلى التعاون في الحساب ولكن يجب حماية خصوصية بياناتها.
FHE يركز على "كيف يتم التشفير"، وينطبق على الحالات التي تتطلب إجراء حسابات معقدة مع الحفاظ على حالة البيانات المشفرة.
التعقيد الفني:
قد تكون تنفيذ بروتوكولات ZK الفعالة وسهلة الاستخدام معقدة للغاية وتتطلب مهارات رياضية وبرمجية عميقة.
يحتاج MPC إلى معالجة مشكلات التزامن وكفاءة الاتصال عند التنفيذ، خاصة في حالة مشاركة عدة أطراف.
تواجه FHE تحديات كبيرة في كفاءة الحساب، على الرغم من أنها جذابة من الناحية النظرية، إلا أن التعقيد العالي للحساب وتكاليف الوقت في التطبيقات العملية لا تزال عقبات رئيسية.
تتميز هذه الأنواع الثلاثة من التشفير بخصائصها الخاصة، وتلعب دورًا مهمًا في سيناريوهات التطبيق المختلفة. مع التطور المستمر للتكنولوجيا، ستوفر ضمانات أقوى لأمان بياناتنا وحماية خصوصيتنا.
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.
FHE، ZK و MPC: ثلاث تقنيات التشفير لدعم حماية الخصوصية في Web3
FHE، ZK و MPC: مقارنة بين ثلاث تقنيات التشفير المتقدمة
في عصر الرقمية الحالي، أصبحت أمان البيانات وحماية الخصوصية أكثر أهمية. التشفير المتجانس الكامل (FHE) وإثبات المعرفة الصفرية (ZK) والحساب الآمن متعدد الأطراف (MPC) كأحدث ثلاث تقنيات تشفير، تلعب كل منها دورًا رئيسيًا في سيناريوهات مختلفة. ستقوم هذه المقالة بمقارنة مفصلة لخصائص وتطبيقات هذه التقنيات الثلاث.
إثبات المعرفة الصفرية (ZK)
تكنولوجيا إثبات المعرفة الصفرية تهدف إلى حل مشكلة كيفية التحقق من صحة المعلومات دون الكشف عن المحتوى المحدد. إنها قائمة على أساس التشفير، وتسمح لطرف بإثبات وجود سر ما لطرف آخر دون الكشف عن أي معلومات حول السر نفسه.
على سبيل المثال، لنفترض أن أليس تحتاج إلى إثبات أن لديها ائتمان جيد لشركة تأجير السيارات، لكنها لا تريد تقديم تفاصيل حول كشف حسابها البنكي. في هذه الحالة، يمكن أن يكون "نقاط الائتمان" التي تقدمها البنوك أو برامج الدفع بمثابة نوع من الإثبات غير القابل للمعرفة. يمكن لأليس إثبات أن درجة ائتمانها تلبي المعايير دون عرض معلومات حساب معينة.
في مجال blockchain ، يمكن أن تشير تطبيقات تقنية ZK إلى عملة مشفرة معينة. عند إجراء التحويلات ، يحتاج المستخدمون إلى إثبات امتلاكهم لحقوق كمية كافية من العملات أثناء الحفاظ على匿名ية. من خلال إنشاء إثباتات ZK ، يمكن لعمال المناجم التحقق من شرعية المعاملات وإدراجها في السلسلة دون معرفة هوية المتداول.
حسابات آمنة متعددة الأطراف (MPC)
تركز تقنية الحوسبة الآمنة المتعددة الأطراف على كيفية السماح للعديد من المشاركين بإكمال مهمة حسابية مشتركة دون الكشف عن المعلومات الحساسة. تتيح هذه التقنية لعدة مشاركين التعاون في الحساب دون الحاجة إلى أن يكشف أي طرف عن بيانات دخله.
على سبيل المثال، إذا كان ثلاثة أشخاص يرغبون في حساب متوسط رواتبهم، لكنهم لا يريدون الكشف عن الأرقام الدقيقة لرواتبهم. يمكنهم تقسيم رواتبهم إلى ثلاثة أجزاء، وتبادل جزءين منها مع الآخرين. يقوم كل شخص بجمع الأرقام التي استلمها، ثم يشارك نتيجة الجمع. أخيرًا، يقوم الثلاثة بحساب مجموع نتائج الجمع الثلاثة، وبالتالي يحصلون على المتوسط، لكن لا يمكنهم تحديد الراتب الدقيق للأشخاص الآخرين بخلاف أنفسهم.
في مجال العملات المشفرة، قامت بعض منصات التداول بإطلاق محافظ MPC التي تستخدم هذه التقنية. لم يعد المستخدمون بحاجة لتذكر 12 كلمة مرور، بل يعتمدون على طريقة مشابهة لتوقيع متعدد 2/2، حيث يتم تخزين المفتاح الخاص بشكل موزع على هاتف المستخدم والسحابة ومنصة التداول. حتى إذا فقد المستخدم هاتفه، لا يزال بإمكانه استعادة المفتاح الخاص من خلال الجزئين الآخرين.
التشفير المتجانس بالكامل (FHE)
تقنية التشفير المتجانس بالكامل حلت مشكلة كيفية تشفير البيانات الحساسة، بحيث يمكن تسليمها إلى طرف ثالث غير موثوق به للقيام بالحسابات المساعدة، مع ضمان إمكانية فك تشفير النتائج بشكل صحيح.
تخيل سيناريو حيث تحتاج أليس إلى الاعتماد على القوة الحاسوبية الكبيرة لبوب، لكنها لا تريد تسريب البيانات الأصلية. يمكنها إضافة ضوضاء إلى البيانات (من خلال التشفير بواسطة الجمع/الضرب المتكرر)، ثم تجعل بوب يعالج البيانات المشفرة. في النهاية، تقوم أليس بفك التشفير للحصول على النتيجة الحقيقية، بينما لا يعرف بوب أي شيء عن المحتوى.
تعتبر FHE مهمة بشكل خاص عند معالجة البيانات الحساسة في بيئة الحوسبة السحابية. على سبيل المثال، عند معالجة السجلات الطبية أو المعلومات المالية الشخصية، فإن FHE يسمح للبيانات بالبقاء في حالة تشفير طوال عملية المعالجة، مما يحمي أمان البيانات ويلتزم بمتطلبات لوائح الخصوصية.
في مجال blockchain ، يمكن تطبيق تقنية FHE لتحسين عملية التحقق في شبكات PoS الصغيرة. من خلال السماح للعقد بإكمال التحقق من الكتل دون معرفة إجابات بعضها البعض، يمكن منع سلوك النسخ بين العقد وزيادة درجة اللامركزية للشبكة. وبالمثل، في أنظمة التصويت، يمكن لتقنية FHE منع التصويت القائم على التقليد، مما يعكس بشكل أكثر دقة الرأي العام الحقيقي.
مقارنة بين ثلاث تقنيات
على الرغم من أن ZK و MPC و FHE تهدف جميعها إلى حماية خصوصية البيانات وأمانها، إلا أن هناك اختلافات في سيناريوهات التطبيق وتعقيد التقنية بينها:
سيناريوهات التطبيق:
التعقيد الفني:
تتميز هذه الأنواع الثلاثة من التشفير بخصائصها الخاصة، وتلعب دورًا مهمًا في سيناريوهات التطبيق المختلفة. مع التطور المستمر للتكنولوجيا، ستوفر ضمانات أقوى لأمان بياناتنا وحماية خصوصيتنا.