تطورت تقنية البلوكتشين بشكل كبير منذ بدايتها مع بيتكوين في عام 2009، حيث تحولت من سجل لعملة مشفرة بسيطة إلى منصة شاملة لتطبيقات مركزية. لقد أرست سماتها الأساسية - عدم التغيير، الشفافية، واللامركزية - البلوكتشين كإطار قوي لعمليات تبادل البيانات الآمنة عبر مختلف القطاعات، مما يقضي على الحاجة إلى الوسطاء التقليديين.

على الرغم من هذه التقدمات، تستمر المخاوف حول خصوصية البيانات. على الرغم من أن البلوكتشين يضمن نقل البيانات الآمن عبر التشفير، إلا أن فك التشفير الضروري للمعالجة يفتح ثغرات أمنية محتملة. هذه الضعفية حادة بشكل خاص في المجالات التي تعتبر فيها سرية البيانات ونزاهتها أمرًا أساسيًا، مثل في تطبيقات اللامركزية (dApps) والأنظمة المالية التي تعمل ضمن إطار الويب3.

للتخفيف من هذه المخاطر، اكتسبت الأساليب التشفيرية المتقدمة مثل التشفير الكامل للمنزل (FHE) وإثباتات الحكم الصفري (ZKPs) بروزًا. تقدم هذه التقنيات طرقًا ثورية للحساب والتحقق من سرية البيانات دون الكشف عن المعلومات الحساسة الأساسية.

في هذا المقال، نخوض في أهمية FHE و ZKP في تعزيز خصوصية تطبيقات البلوكتشين، مسلطين الضوء على إمكانية تشكيل مستقبل خصوصية البيانات في تكنولوجيا البلوكتشين.

مقدمة

تعود أصول FHE و ZKP إلى عدة عقود. مع مرور الوقت، تطور كل من FHE و ZKP بشكل كبير، مما يبقيهما حاسمين لتعزيز خصوصية البيانات.

التشفير الكامل للتشوه (FHE)

FHE هو طريقة تشفير متطورة تسمح بأداء الوظائف مباشرة على البيانات المشفرة، مما يحافظ على سرية هذه البيانات طوال العملية. بشكل أساسي، يحافظ FHE على تشفير البيانات خلال التخزين والحساب، معاملًا التشفير كصندوق أمان "أسود" حيث يمكن لمالك المفتاح السري فقط كشف النتيجة. صمم هذا المفهوم في الأصل في عام 1978، بهدف تعديل أجهزة الكمبيوتر لتمكين معالجة آمنة للبيانات المشفرة. ومع ذلك، لم يتم تحقيق مخطط FHE القابل للتطبيق حتى عام 2009، بفضل التقدمات في قوة الحوسبة. يعزى هذا الانفراج إلى حد كبير إلى Craig Gentry، الذيعمل مبتكروضعت بصمة بارزة في المجال.

)

صورة عبرZama

مصطلحات مفسرة:

• يشير إلى القدرة على أداء مجموعة متنوعة من العمليات، مثل الجمع والضرب، على البيانات المشفرة بالكامل.
• البيانية: تشير إلى القدرة على القيام بعمليات الحساب مباشرة على البيانات المشفرة دون فك تشفيرها.
• التشفير: يصف عملية تحويل المعلومات إلى تنسيق آمن لمنع الوصول غير المصرح به.

منذ عام 2009، تم تحقيق تقدم ملحوظ في FHE، واحدة من الأساسياتاختراقجاء في عام 2013، الذي سهل الأموراعادة التصفيفوضعية وتحسين كبير في كفاءة FHE. تؤكد هذه التطورات قدرة FHE على أداء مجموعة من العمليات الحسابية على البيانات المشفرة، مع الحفاظ على أمان البيانات وسلامتها دون تعريضها.

دليل الصفر المعرفة (ZKP)

تم تقديم ZKPs في العمل الرئيسي لعام 1985ورقتعقيد المعرفة لأنظمة الإثبات التفاعلية من شافي غولدواسر، سيلفيو ميكالي، وتشارلز راكوف. بالأصل نظري، تطورت الأدلة التفاعلية غير القابلة للإنكار بشكل كبير في عام 2012 مع اكتشاف zk-SNARKs، وهو نوع من الأدلة التفاعلية التي يمكن أن توثق أي عملية حسابية تقريبًا دون الكشف عن معلومات دقيقة.

في طريقة ZKP النموذجية، هناك دورين أساسيين: الدافع والتحقق. يهدف الدافع إلى تأكيد مطالبة معينة، ودور المحقق هو تقييم صدق المطالبة دون معرفة أي معلومات إضافية. تسمح هذه الطريقة للدافع بالكشف فقط عن البرهان الضروري الذي يلزم للتحقق من البيان، مما يحافظ على سرية البيانات ويعزز الخصوصية.

ارتفعت التطبيقات العملية للدلائل الصفرية المعرفية مع ارتفاع تقنيات البلوكتشين والعملات المشفرة. أصبحت الآن حاسمة في تيسير المعاملات الخاصة وتعزيز أمان العقود الذكية. ساهم ظهور zk-SNARKs في تحفيز تطوير حلول مثل zCash و zkRollups و zkEVMs، محولًا السعي الأكاديمي السابق إلى نظام بيئي نابض بالحياة مليء بالتطبيقات العملية. تسلط هذه الانتقالات الضوء على زيادة أهمية الدلائل الصفرية المعرفية في تأمين الأنظمة اللامركزية مثل إيثريوم وتعزيز بنية تحتية رقمية صلبة تركز على الخصوصية.

ZK vs FHE

بينما تشترك FHE و ZKP في بعض الشبهات، إلا أنها تختلف بشكل كبير في الوظائف. يمكن لـ FHE أن يحسب مباشرة على البيانات المشفرة دون الكشف عنها أو الوصول إلى البيانات الخام، مما ينتج نتائج دقيقة دون الكشف عن المعلومات الأساسية.

)

صورة عبر مورتن دالز ورشة عمل

إليك كيف تختلف التقنيات الاثنتان:

التشفير الحسابي

تكافح ZKP لحساب البيانات المشفرة من مستخدمين متعددين، مثل رموز ERC-20 الخاصة، دون المساس بالأمان. بالمقابل، يتفوق FHE في هذا المجال، مما يوفر مرونة أكبر وقابلية للتركيب عبر شبكات البلوكتشين. ومع ذلك، يتطلب ZKP في كثير من الأحيان تكاملات مخصصة لكل شبكة جديدة أو أصل.

قابلية التوسع

حالياً، يُعتبر ZKP أكثر قابلية للتوسيع من FHE. ومع ذلك، من المتوقع أن يتحسن FHE في القابلية للتوسيع مع استمرار التقدم التكنولوجي في السنوات القادمة.

حسابات معقدة

FHE مناسب تمامًا لأداء الحسابات المعقدة على البيانات المشفرة، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات مثل التعلم الآلي، وMPC الآمن، والحسابات الخاصة بالكامل. بالمقارنة، يُستخدم ZKP عادة للعمليات الأبسط، مثل إثبات قيمة معينة دون الكشف عنها.

تطبيق عالمي

يتفوق ZKPs في تطبيقات معينة مثل التحقق من الهوية والمصادقة وتوسيع القدرات. ومع ذلك، يمكن استخدام FHE عبر مجموعة أوسع من التطبيقات، بما في ذلك الحوسبة السحابية الآمنة والذكاء الاصطناعي المحافظ على الخصوصية ومعالجة البيانات السرية.

يؤكد هذا المقارنة على مزايا وقيود كل تقنية بشكل مميز، مما يوضح أهميتها في السيناريوهات المختلفة. كلا التقنيتين أساسيتان في تطبيقات البلوكتشين، ولكن لدى ZKP حاليًا سجل أداء أفضل. على الرغم من ذلك، هناك إمكانية لتطور FHE وأن تصبح بالإمكان الحل الأنسب للحفاظ على الخصوصية في المستقبل.

الاستخدام المشترك لـ ZKP و FHE

قد قامت بعض التطبيقات بتجارب مثيرة للاهتمام في دمج ZKPs و FHE. لاحظ أن كريغ جينتري وزملاؤه قد استكشفوا طرق لتقليل التكاليف الإضافية للاتصال باستخدام تقنيات التشفير الكاملة المنطقية الهجينة. لقد تم تطبيق هذه التقنيات الابتكارية في سياقات البلوكتشين المختلفة وتعد واعدة للاستكشاف في مجالات أخرى أيضًا.

التطبيقات المحتملة لـ ZKPs و FHE تشمل:

• الحوسبة السحابية الآمنة: FHE يقوم بتشفير البيانات بينما ZKPs تحقق من صحتها، مما يتيح الحوسبة الآمنة في السحابة دون تعريض البيانات الأصلية.
• التصويت الإلكتروني: تضمن هذه الجمعية سرية الأصوات وتأكيد عد الأصوات بدقة.
• المعاملات المالية: في المالية، تحافظ هذه التكامل على سرية المعاملة مع السماح للأطراف بالتحقق من صحة المعاملة دون الكشف عن المعلومات التفصيلية.
• تشخيصات طبية: يمكن تحليل البيانات الطبية المشفرة من قبل مقدمي الرعاية الصحية الذين يمكنهم تأكيد التشخيصات دون الوصول إلى معلومات المريض الحساسة.

إن دمج ZKPs و FHE يعد واعداً لتعزيز أمان الهوية والبيانات داخل التطبيقات، مما يستحق المزيد من الاستكشاف والبحث.

مشاريع FHE الحالية

التالي هي بعض المشاريع المكرسة لتطبيق تقنية FHE في مجال البلوكتشين:

1. Zamaشركة تشفير مفتوحة المصدر مخصصة لتطوير حلول FHE للبلوكتشين والذكاء الاصطناعي.
2. شبكة سريةتم إطلاقه في عام 2020، وهي منصة بلوكتشين تدمج عقود ذكية للحفاظ على الخصوصية.
3. واقي الشمسمترجم مصمم خصيصًا ل FHE و ZKPs.
4. Fhenixبوابة: سلسلة كتلية طبقة 2 سرية تستفيد من تقنية FHE.
5. شبكة العقلحلا عاما لإعادة الرهان العامة بناء على حل لفة FHE.
6. Privaseaمنصة البنية التحتية للبيانات التي تستخدم تقنية FHE، والتي تسهل الحسابات على البيانات المشفرة.

استنتاج

ينشأ FHE بسرعة كمكون أساسي في مجال أمان المعلومات، وهو أمر يظهر بشكل خاص في مجال الحوسبة السحابية حيث تعتمده شركات عملاقة مثل Google و Microsoft لمعالجة وتخزين بيانات العملاء بشكل آمن دون المساس بالخصوصية.

تعد هذه التقنية وعدًا بإعادة تشكيل أمان البيانات عبر منصات مختلفة، معلنة عن عصر جديد من الخصوصية غير المطابقة. ستتطلب تحقيق هذا المستقبل استمرار التقدم في كل من FHE و ZKPs. الجهود التعاونية عبر التخصصات - علماء الكريبتوغرافيا ومهندسي البرمجيات وأخصائيي الأجهزة وصانعي السياسات - أمر أساسي للتنقل في المناظر القانونية وتعزيز اعتماد أوسع نطاقًا.

بينما نتجه نحو عصر جديد من السيادة الرقمية، حيث تكون خصوصية البيانات والأمان مدمجة بسلاسة، فإن البقاء على اطلاع على أحدث التطورات في FHE و ZKPs لا يمكن المبالغة فيه. سيمكننا البقاء على اطلاع للتنقل بفعالية في هذا المشهد المتطور، واستغلال هذه الأدوات التشفيرية المتقدمة إلى أقصى إمكاناتها.

بيان:

1. تم استنساخ هذه المقالة من [PANews], ينتمي حق الطبع إلى الكاتب الأصلي [ScalingX], إذا كان لديك أي اعتراضات على إعادة الطبع، يرجى الاتصال بالبوابة تعلمالفريق (gatelearn@gate.io), وسيقوم الفريق بالتعامل معه في أقرب وقت ممكن وفقا للإجراءات ذات الصلة.

2. تنويه: الآراء والآراء المعبر عنها في هذه المقالة تمثل فقط آراء الكاتب الشخصية ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.

3. تتم ترجمة الإصدارات الأخرى للمقال بفريق Gate Learn ولا يتم ذكرها فيبوابة.عيو)، قد لا يتم تكرار المقال المترجم أو توزيعه أو نسخه.