ديفيد أرتشر، الرئيس التنفيذي للتقنية في نيوبيوم مايكروسستمز – سلسلة المقابلات

الدكتور أرتشر هو الرئيس التنفيذي للتقنية في نيوبيوم مايكروسستمز وزميل أول في العلوم في غالوس، إنك، والذي يضم بين عملائه داربا، ووكالة الأمن القومي، وإي آر بيه، ووزارة الأمن الداخلي.

لديه أكثر من 30 عامًا من الخبرة في البحث والتطوير في الدوائر المتكاملة المعقدة، والعتاد الحاسوبي، وتصميم البرمجيات، والحوسبة الآمنة، والتشفير.

الدكتور أرتشر حاصل على دكتوراه في علوم الحاسوب من جامعة ولاية بورتلاند، وماجستير في الهندسة الكهربائية، وشهادة البكالوريوس في هندسة الحاسوب من جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين.

نيوبيوم مايكروسستمز رائدة في مجال حلول الحوسبة الموثوقة بالصفر، وتتميز بمسرع تشفير هومومورفيك سريع للغاية. تمكن تقنيات الشركة المنظمات من استغلال قيمة البيانات مع الحفاظ على تشفيرها بالكامل، مما يضمن أن تظل المعلومات الحساسة خاصة ومتوافقة مع لوائح الحماية.

لقد قمت برحلة أكاديمية ومهنية رائعة. هل هناك لحظة أو تأثير محدد دفعك إلى تكريس حياتك المهنية للتشفير؟

أقول إنها تأثيران مخالفان محددان، وكلاهما يستحق القراءة: الحق في الخصوصية لوارن وبرانديز، والمجتمع الشفاف لبرين. الأول يؤكد على الحق في أن يُترك الناس وشأنهم، ويفترض أن القانون يجب أن يحمي الناس من التكنولوجيا الغازية. الآخر يجادل في العكس: هذه التكنولوجيا الغازية لا يمكن تجنبها، ونحن نخفق عندما نحاول إعاقة القليل من الأقوياء الذين يستخدمونها، لأن القانون يمنعنا من رؤيتهم. مع زيادة अपरتباط وجهات النظر هذه في مواجهة صناعة الجريمة الإلكترونية، وجمع البيانات، وإساءة استخدام الدول، يبدو أن التشفير الحديث الذي يمكنه، على سبيل المثال، إثبات الحقائق دون كشف الأسرار، أو مشاركة البيانات الحساسة دون كشفها، له دور هام في حل عملي.

لأولئك الذين ليسوا على دراية، كيف تفسر التشفير الهومومورفيك الكامل، وما الذي يجعله مُحسناً كبيرًا لخصوصية البيانات؟

التشفير الهومومورفيك الكامل، أو FHE، هو تقنية تشفير تسمح لك بتشغيل الحسابات على البيانات المشفرة دون فك تشفيرها أبدًا. تخيل أنك تُمنح صندوقًا مغلقًا – يمكن لشخص ما التعامل مع ما بداخل الصندوق دون فتحه، وبعد ذلك يمكنك فقط فك القفل للنتيجة. مع FHE، تظل البيانات مشفرة خلال التخزين، والنقل، والتشغيل. هذا ثوري: إنه يضمن رياضياً أن تظل البيانات الحساسة غير واضحة. لا مزيد من التسريبات، لا مزيد من الكشف.

ما هي أكبر التحديات في جعل FHE عمليًا لتطبيقات الذكاء الاصطناعي في الشركات، وكيف تتعامل نيوبيوم مع هذه التحديات؟

كان أكبر تحد ل FHE تاريخيًا هو الكفاءة الحسابية – كانت عمليات FHE أبطأ بألف إلى مليون مرة من الحسابات العادية. لكن في نيوبيوم، لقد تعاملنا مع هذا الأمر بشكل مباشر من خلال بناء مسرعات تشفير هومومورفيك مخصصة. على عكس المعالجات التقليدية أو العتاد المعدل من معمارية الرسومات أو الذكاء الاصطناعي، فإن تصميمنا مصمم من الألف إلى الياء لتلبي احتياجات الحسابات ل FHE. من خلال نهج تصميم البرمجيات والعتاد المتكامل، لقد أعدنا تحسين أداء FHE إلى نطاق الاستخدام العملي للشركات، وأخيرًا تماشى الأمان مع سرعة الأعمال.

ما هي الحالات العملية التي تعتقد أنها الأكثر استعدادًا للاستفادة من FHE اليوم، خاصة في الدفاع أو المالية؟

نحن نرى بالفعل الطلب الواضح في الدفاع والمالية، حيث أن حماية البيانات ليست فقط مرغوبة، بل هي حيوية. واحدة من القدرات الهجومية المهمة هي تحليل الصور متعددة الطيف من الطائرات بدون طيار (UAV)، والتي يمكن استخدامها لاكتشاف التوقيعات الكيميائية المحددة في المناظر الطبيعية. ومع ذلك، فإن التوقيعات المحددة التي تهمها غالبًا ما تكون حساسة: إذا استولى عدو على طائرة بدون طيار، يمكنه استخراج تلك التوقيعات وتعلم كيفية التكيف معها، وتجنب الكشف. يمكن أن يضمن FHE على متن الطائرة أن تظل تلك التوقيعات آمنة حتى في حالة الاستيلاء على الطائرة.

في المالية، يعد FHE حلاً تحولياً. إنه يسمح بالاستفسارات الخاصة في التداول في الأسواق المظلمة، ويحمي استراتيجيات التداول، ويعزز عدالة السوق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمؤسسات التعاون بشكل آمن على اكتشاف الاحتيال عبر الحدود دون كشف البيانات الحساسة أو هويات العملاء. هذا النهج التعاوني يعزز بشكل كبير قدرات الكشف، ويكشف عن مخططات احتيال مؤسسية معقدة، وتناقضات معاملات عبر الحدود، وأنماطًا للأنشطة غير المشروعة مثل غسيل الأموال، كل ذلك مع الحفاظ على الامتثال الصارم للوائح الدولية لحماية البيانات. القدرة على مشاركة الأفكار دون مشاركة البيانات الخام ليست فقط مفيدة، بل ضرورية لبيئة مالية عالمية آمنة ومتوافقة.

هناك الكثير من الحديث عن “صفر الرياضيات” أو الحوسبة الحافظة للخصوصية. كيف تعرف هذا، وما دور نيوبيوم في تكنولوجيا المكدس؟

“صفر الرياضيات” الحوسبة الحافظة للخصوصية يعني جعل العمليات الحسابية المعقدة شفافة للمطورين والمستخدمين – لا يحتاجون إلى شهادة دكتوراه في التشفير للاستفادة من التكنولوجيا. هذا هو هدف مشرف، ولكن الحقيقة هي أن تنفيذ FHE يحتاج إلى معرفة متخصصة. لذلك، لا تتوقف نيوبيوم عند العتاد: نحن نبني أيضًا مكدس برمجي لدمج FHE بشكل متسلس في سير العمل الحالية. نحن أيضًا مؤسسون لمشروع FHETCH، وهو اتحاد معايير مفتوح يهدف إلى بناء واجهات برمجة تطبيقات متقاطعة لضمان التفاعل بين حلول FHE الصلبة والبرمجية دون تعديل.

يتمتع التشفير الهومومورفيك بسمعة كونها حسابية مكلفة. أين ترى أكثر الاختراقات الواعدة في الأداء قادمًا منها؟

أهم الاختراقات الواعدة تحدث في تسريع العتاد المخصص خصيصًا لـ FHE. المعالجات التقليدية والوحدات الرسومية ليست مبنية لهذه العمليات الحسابية الدقيقة والمعقدة التي يتطلبها FHE. في نيوبيوم، قمنا بتصميم تصميماتنا خصيصًا لمعالجة هذه الحسابات بكفاءة غير مسبوقة. مع تحسينات المجمع المخصصة لدينا، نحصل على تحسينات في الأداء بأمر من الدرجة التي كانت لا تُتصور قبل بضع سنوات فقط.

بعض المناهج الأمنية تستخدم بيئات تنفيذ موثوقة أو حوسبة سرية. كيف يقارن FHE بهذه، وعندما يكون الخيار الأفضل بشكل واضح؟

بيئات التنفيذ الموثوقة، أحيانًا تسمى الحوسبة السرية، تعتمد على مجمعات عتادية لحماية البيانات، ولكنها لا تزال تتطلب الثقة في بائع العتاد، والمجمعات، والبرمجيات النظام، ولا تزال معالجة البيانات غير مشفرة. يقلل تعقيد “جذر الثقة” من TEEs إلى “أمان جيد جدًا”، وتؤكد دراسات كثيرة على هذا القلق. يزيل FHE الثقة تمامًا من المعادلة – لا يحتاج أي بيانات إلى فك التشفير، لذلك لا توجد بيانات حساسة للتعرض.

الهجمات الجانبية هي مصدر قلق عند العمل مع بيانات حساسة على مستوى العتاد. ما هي الخطوات التي اتخذتموها لتقليل هذه المخاطر في تصميمات نيوبيوم؟

الهجمات الجانبية تستغل التسريبات غير المقصودة من العتاد. تظهر الدراسات مرة تلو الأخرى أن TEEs معرضة لهذا النوع من الهجوم. ومع ذلك، إذا كانت المعلومات الوحيدة التي تعمل عليها مشفرة، فإن تسريبها لا يفيد العدو. ليس أن تصميمنا يقلل من خطر التسريب، بل إنه يزيد الأداء والكفاءة، ولا سيما لأنه لا يحتاج إلى القلق من التسريب.

كيف ترى جهود التقييس في مجال FHE تتطور، وما الذي تفعله نيوبيوم لضمان التوافق مع المعايير الناشئة؟

التقييس أمر بالغ الأهمية للاستخدام، ونحن نشارك بنشاط في هذه الجهود من خلال التعاون مع مجموعات الصناعة ووكالات المعايير. أسست نيوبيوم مؤخرًا اتحاد FHE التقني للعتاد (FHETCH)، إلى جانب سلسلة التفاعل و Optalysys، بالضبط لتعزيز التفاعل وتحديد معايير الأداء العملية لحلول FHE التجارية. كما أنني مشارك في جهود تقييس المجتمع ل FHE مثل تلك التي يقوم بها homomorphicencryption.org. هذه الجهود الايجابية تساعد على ضمان التوافق والتفاعل من البداية، وهو أمر بالغ الأهمية للشركات التي تبحث عن حماية استثماراتها الأمنية.

ما هو ما يثيرك أكثر حول اتجاه المجال في السنوات القليلة القادمة، وما يمكننا توقعَه من نيوبيوم على الخارطة الطريق أمامنا؟

ما يثيرني أكثر هو التحول من الوعد النظري إلى التنفيذ العملي للحوسبة الآمنة على مستوى الشركات. في السنوات القادمة، أتوقع أن تصبح خدمات FHE السحابية أكثر شيوعًا، مما يغير الطريقة التي تتعامل بها المنظمات مع أمان البيانات. ستواصل نيوبيوم قيادة هذا الاتجاه – نحن لا نطور أداء مسرعات FHE فحسب، بل نحن أيضًا نوسع نطاق حلول الحوسبة الموثوقة بالصفر مثل براهين بدون معرفة ومحاسبة قابلة للتحقق بشكل معماري. هذا الجمع بين ضمان السرية من جهة، وضمان الصحة وعدم النكول من جهة أخرى، يتوافق مباشرة مع سبب وجودي في هذا الجهد: حل المأزق الذي طرحته برانديز وبرين. توقعوا رؤية تقنيات حفظ الخصوصية أكثر قوة وتنوعًا وسهولة الوصول إليها منّا، مما يعيد تعريف ما تعتبره الشركات ممكنًا في معالجة البيانات الآمنة.

شكرًا على المقابلة الرائعة، يُرجى من القراء الذين يرغبون في معرفة المزيد زيارة نيوبيوم مايكروسستمز.