آیا شکل جدیدی از رمزنگاری می تواند مشکل حریم خصوصی اینترنت را حل کند؟ | حفاظت اطلاعات

آرآچل دانشجوی یک دانشگاه آمریکایی است که در محوطه دانشگاه مورد تجاوز جنسی قرار گرفت. او تصمیم گرفت که آن را گزارش نکند (کمتر از 10٪ از بازماندگان این کار را انجام می دهند). با این حال، کاری که او انجام داد، ثبت حمله در وب‌سایتی بود که از ایده‌های جدید رمزنگاری برای کمک به دستگیری شکارچیان جنسی سریالی استفاده می‌کرد.

سازمان Callisto به یک بازمانده اجازه می‌دهد تا نام خود را در یک پایگاه داده به همراه جزئیات شناسایی مهاجم خود، مانند دسته رسانه‌های اجتماعی یا شماره تلفن، وارد کند. این جزئیات رمزگذاری شده است، به این معنی که هویت بازماندگان و مجرم ناشناس است. اگر پایگاه داده را هک کرده باشید، هیچ راهی برای شناسایی هیچ یک از طرفین وجود ندارد.

با این حال، اگر یک عامل توسط دو نفر نام برده شود، وب سایت یک مسابقه را ثبت می کند و این باعث می شود که یک ایمیل به دو وکیل ارسال شود. هر وکیل نام یکی از بازماندگان را دریافت می کند (اما نه نام مجرم). سپس وکلا با بازماندگان تماس می گیرند تا آنها را از مسابقه مطلع کنند و در صورت تمایل به دنبال کردن آن، برای هماهنگ کردن هرگونه اقدام بیشتر پیشنهاد می کنند.

به طور خلاصه، کالیستو بازماندگان تجاوز جنسی را قادر می‌سازد تا کاری بی‌سابقه انجام دهند: آن‌ها می‌توانند بدون معرفی خود به مقامات یا حتی شناسایی نام آزارگر، کشف کنند که آیا آزارگرشان یک مجرم تکراری است یا خیر. آنها چیزهای مفید و احتمالاً مفیدی را یاد گرفته‌اند، بدون اینکه چیزی به آنها بدهند. “بازمانده ها می توانند شفابخش باشند که بدانند آنها تنها نیستند. تریسی دتوماسی، مدیر عامل Callisto می گوید: آنها احساس نمی کنند که این تقصیر آنهاست. و قدرت در اعداد وجود دارد. “شاید یک نفر پرونده نداشته باشد، اما دو نفر دارند.”

توانایی دو غریبه برای تجمیع دانش خود بدون افشای هیچ گونه اطلاعات شخصی به یکدیگر، یک ایده به ظاهر متناقض از علم نظری کامپیوتر است که به آنچه بسیاری از آنها انقلاب بعدی در فناوری می نامند دامن می زند. برای مثال، همین تئوری دو دولت را قادر می‌سازد تا بفهمند که آیا سیستم‌های رایانه‌شان توسط یک دشمن هک شده است یا نه، بدون اینکه هیچ یک از دولت‌ها اطلاعات محرمانه‌ای را فاش کنند، یا دو بانک متوجه شوند که آیا توسط یک شخص مورد کلاهبرداری قرار گرفته‌اند، بدون اینکه هیچ یک از بانک‌ها شکسته شوند. قوانین حفاظت از داده های مالی

اصطلاح چتر برای این تکنیک‌های رمزنگاری جدید، که در آنها می‌توانید داده‌ها را به اشتراک بگذارید و در عین حال آن داده‌ها را خصوصی نگه دارید، «فناوری‌های افزایش دهنده حریم خصوصی» یا حیوانات خانگی است. آنها فرصت هایی را برای دارندگان داده ارائه می دهند تا داده های خود را به روش های جدید و مفید جمع آوری کنند. برای مثال، در بخش بهداشت، قوانین سختگیرانه بیمارستان ها را از اشتراک گذاری داده های پزشکی بیماران منع می کند. با این حال، اگر بیمارستان‌ها می‌توانستند داده‌های خود را در مجموعه داده‌های بزرگ‌تر ترکیب کنند، پزشکان اطلاعات بیشتری در اختیار خواهند داشت که آنها را قادر می‌سازد تا تصمیمات بهتری در مورد درمان بگیرند. در واقع، پروژه ای در سوئیس با استفاده از حیوانات خانگی از ماه ژوئن به محققان پزشکی در چهار بیمارستان آموزشی مستقل اجازه داده است تا تجزیه و تحلیل داده های ترکیبی خود از حدود 250000 بیمار را بدون از دست دادن حریم خصوصی بین مؤسسات انجام دهند. Juan Troncoso، یکی از بنیانگذاران و مدیر عامل Tune Insight که این پروژه را اجرا می کند، می گوید: «رویای پزشکی شخصی سازی شده بر مجموعه داده های بزرگتر و با کیفیت بالاتر تکیه دارد. حیوانات خانگی می توانند این رویا را با رعایت مقررات و محافظت از حقوق خصوصی افراد به واقعیت تبدیل کنند. این فناوری برای پزشکی دقیق و فراتر از آن متحول خواهد بود.»

در چند سال گذشته شاهد ظهور ده‌ها استارت‌آپ حیوانات خانگی در تبلیغات، بیمه، بازاریابی، یادگیری ماشینی، امنیت سایبری، فین‌تک و ارزهای دیجیتال بوده‌ایم. به گفته شرکت تحقیقاتی Everest Group، بازار حیوانات خانگی در سال گذشته 2 میلیارد دلار بود و در سال 2026 به بیش از 50 میلیارد دلار افزایش خواهد یافت. دولت ها نیز به این موضوع علاقه مند شده اند. سال گذشته، سازمان ملل متحد «آزمایشگاه حیوانات خانگی» خود را راه‌اندازی کرد، که هیچ ارتباطی با رفاه حیوانات اهلی نداشت، بلکه در عوض انجمنی برای دفاتر آمار ملی بود تا راه‌هایی برای اشتراک‌گذاری داده‌های خود در سراسر مرزها و در عین حال حفاظت از حریم خصوصی شهروندان خود بیابند.

جک فیتزسیمون، بنیانگذار آزمایشگاه حیوانات خانگی سازمان ملل، می گوید: «حیوانات خانگی یکی از مهم ترین فناوری های نسل ما هستند. آنها اساساً بازی را تغییر داده‌اند، زیرا این وعده را می‌دهند که داده‌های خصوصی فقط برای اهداف مورد نظر استفاده می‌شوند.»

ایده های نظری که حیوانات خانگی بر آن ها بنا شده اند، نیم قرن قدمت دارند. در سال 1982، اندرو یائو، دانشمند رایانه چینی، این سوال را مطرح کرد: آیا دو میلیونر ممکن است بدون اینکه هیچ کدام از آنها فاش نکند که چقدر ارزش دارند، بفهمند چه کسی ثروتمندتر است؟ پاسخ مخالف این است که، بله، ممکن است. این راه حل شامل فرآیندی است که در آن میلیونرها بسته هایی از اطلاعات را بین یکدیگر ارسال می کنند و از تصادفی برای پنهان کردن اعداد دقیق استفاده می کنند، اما در پایان هر دو میلیونر بدون اینکه هیچ یک از آنها چیزی بدانند، راضی هستند که می دانند ثروتمندتر کدام است. جزئیات دیگری از ثروت دیگری

«مشکل میلیونرها» یائو یکی از ایده‌های بنیادی حوزه جدیدی در رمزنگاری بود – «محاسبات چند جانبه ایمن» – که در آن دانشمندان رایانه بررسی کردند که چگونه دو یا چند طرف می‌توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند به گونه‌ای که هر یک از طرفین اطلاعات مهم را مخفی نگه دارند. و با این حال همه توانستند از داده های ادغام شده خود نتایج معناداری بگیرند. این کار در اواسط دهه 1980 منجر به شکوفایی نتایج ذهنی فزاینده‌ای شد که یکی از خیره‌کننده‌ترین آنها «اثبات دانش صفر» است که در آن این امکان وجود دارد که شخص به دیگری ثابت کند که برخی از آنها را دارد. اطلاعات سری بدون افشای هیچ اطلاعاتی در مورد آن! مثلاً به شما این امکان را می‌دهد تا ثابت کنید که سودوکو را حل کرده‌اید بدون اینکه نیازی به فاش کردن جزئیات راه حل خود داشته باشید. اثبات دانش صفر شامل فرآیندی است، مانند مسئله میلیونرها، که در آن پروور بسته‌هایی از اطلاعات را ارسال و دریافت می‌کند که در آن جزئیات مهم با تصادفی مبهم است.

آابزار ارزشمند دیگر در جعبه ابزار Pet “رمزگذاری کاملا هممورفیک” است، یک روش جادویی که اغلب جام مقدس رمزنگاری نامیده می شود. به شخص A امکان می دهد یک مجموعه داده را رمزگذاری کند و آن را به شخص B بدهد، که محاسبات را روی داده های رمزگذاری شده انجام می دهد. این محاسبات نتیجه ای را به B ارائه می دهد که خودش رمزگذاری شده است، که فقط زمانی می تواند رمزگشایی شود که به A بازگردانده شود. به عبارت دیگر، شخص B تجزیه و تحلیل هایی را روی یک مجموعه داده انجام داده است در حالی که هیچ چیزی در مورد داده ها یا نتیجه تجزیه و تحلیل خود نمی داند. (اصل این است که ساختارهای انتزاعی خاصی، یا هممورفیسم ها، در طول فرآیند رمزگذاری حفظ می شوند.) زمانی که رمزگذاری کاملا هممورفیک برای اولین بار در دهه 1970 مطرح شد، دانشمندان کامپیوتر مطمئن نبودند که حتی ممکن است و تنها در سال 2009 بود که کریگ آمریکایی جنتری نشان داد که چگونه می توان این کار را انجام داد.

این سه مفهوم پیشگامانه – محاسبات چند جانبه ایمن، اثبات دانش صفر و رمزگذاری کاملا هممورفیک – روش‌های مختلفی هستند که داده‌ها را می‌توان به اشتراک گذاشت اما فاش نشد. در دهه 1980، در سال‌های اولیه تحقیق، رمزنگاران فکر نمی‌کردند که این نوآوری‌ها ممکن است کاربرد عملی داشته باشند، تا حد زیادی به این دلیل که هیچ مشکل آشکاری در دنیای واقعی وجود نداشت که راه‌حلی برای آنها باشد.

دوره و زمانه عوض شده. جهان مملو از داده‌ها است و حریم خصوصی داده‌ها به یک موضوع بسیار بحث برانگیز سیاسی، اخلاقی و قانونی تبدیل شده است. پس از نیم قرن که حیوانات خانگی اساساً بازی‌های آکادمیک مخفیانه بودند، اکنون به عنوان راه‌حلی برای یکی از چالش‌های تعیین‌کننده دنیای دیجیتال در نظر گرفته می‌شوند: چگونه داده‌های حساس را خصوصی نگه داریم و همچنین بتوانیم از آن داده‌ها ارزش استخراج کنیم.

ظهور کاربردها این نظریه را هدایت کرده است که اکنون به اندازه کافی توسعه یافته است تا از نظر تجاری قابل دوام باشد. برای مثال، مایکروسافت هنگام ثبت رمز عبور جدید از رمزگذاری کاملاً هم شکل استفاده می کند: رمز عبور رمزگذاری می شود و سپس به سروری فرستاده می شود که بررسی می کند آیا آن رمز عبور در لیستی از رمزهای عبور کشف شده در نقض داده ها، بدون سرور وجود دارد یا خیر. قادر به شناسایی رمز عبور شما متا، گوگل و اپل نیز در سال گذشته ابزارهای مشابهی را به برخی از محصولات خود معرفی کرده اند.

علاوه بر تکنیک‌های رمزنگاری جدید، حیوانات خانگی همچنین شامل پیشرفت‌هایی در آمار محاسباتی مانند «حریم خصوصی متفاوت» هستند، ایده‌ای از سال 2006 که در آن نویز به نتایج اضافه می‌شود تا حریم خصوصی افراد حفظ شود. این در برنامه هایی مانند آمار رسمی مفید است، جایی که میانگین های ساده می توانند اطلاعات خصوصی افراد از گروه های اقلیت را نشان دهند.

بیشتر سرمایه‌گذاری‌های اخیر روی حیوانات خانگی از ارزهای رمزنگاری شده است. در اوایل سال جاری، Coinbase صرافی رمزنگاری بیش از 150 میلیون دلار برای خرید Unbound Security، یک استارتاپ محاسباتی چند جانبه که توسط بریتانیایی نایجل اسمارت، استاد رمزنگاری در KU Leuven در بلژیک تأسیس شد، هزینه کرد. او می‌گوید: «در فضای بلاک چین، محاسبات چند جانبه اکنون در همه جا وجود دارد. “در سال گذشته از “این کار خواهد کرد؟” رفته است؟ استاندارد بودن.»

او معتقد است حیوانات خانگی در نهایت در کل اکوسیستم دیجیتال گسترش خواهند یافت. «این آینده است. این یک مد نیست. کاری که این فناوری به شما امکان می دهد انجام دهید، همکاری با افرادی است که قبلاً فکر همکاری با آنها را نداشتید، یا به این دلیل که انجام این کار از نظر قانونی غیرممکن بود یا به دلیل اینکه به نفع کسب و کار شما نبود، زیرا اطلاعاتی را فاش می کردید. . این امر بازارها و برنامه های جدیدی را باز می کند، که ما تازه شروع به دیدن آنها کرده ایم. مثل روزهای اول اینترنت، هیچ کس نمی دانست چه برنامه هایی به همراه خواهند آمد. ما در مورد حیوانات خانگی در وضعیت مشابهی هستیم.

من فکر می کنم که این موضوع بیشتر و بیشتر درونی می شود. همه جا میبینیش تمام داده‌ها در نهایت با فناوری افزایش حریم خصوصی محاسبه می‌شوند.»

کاربردهای فعلی حیوانات خانگی تا حدی به دلیل جدید بودن این فناوری و همچنین به این دلیل که بسیاری از مردم از آن بی اطلاع هستند بسیار کاربردی هستند. در اوایل سال جاری، دولت‌های بریتانیا و ایالات متحده به طور مشترک یک جایزه 1.3 میلیون پوندی را برای شرکت‌ها در نظر گرفتند تا ایده‌هایی برای «آزادسازی پتانسیل حیوانات خانگی برای مبارزه با چالش‌های اجتماعی جهانی» ارائه کنند.

با این حال برخی از کاربردها در حال حاضر تأثیر دارند، مانند Callisto. دی توماسی می گوید که 10 تا 15 درصد از بازماندگانی که از این سایت استفاده کرده اند، کبریت داشته اند، به این معنی که مهاجمان آنها قربانیان متعددی دارند. DeTomasi نام هیچ بازمانده با کبریت، یا نام مهاجمان را نمی داند، زیرا سیستم آنها را مخفی نگه می دارد. («راشل» ذکر شده در مقدمه یک نام اختراعی برای مصورسازی است.)

با این حال، دتوماسی می‌گوید که ۹۰ درصد تجاوزات جنسی در دانشگاه‌ها توسط مجرمان زنجیره‌ای است که به طور متوسط ​​۶ بار در طول سال تحصیلی خود مرتکب می‌شوند. بنابراین اگر بعد از دو بار جلوی آنها را بگیریم، از وقوع 59 درصد حملات جلوگیری می‌کنیم.» Callisto در حال حاضر در 40 دانشگاه در ایالات متحده از جمله استنفورد، ییل، نوتردام و نورث وسترن در دسترس است و برنامه این است که آن را در همه دانشگاه ها عرضه کند. او می افزاید: «این قطعاً مورد نیاز است و قطعاً کار می کند.»

زندگی مخفی حیوانات خانگی

چهار مورد از مهمترین آنها حریم خصوصی-تقویت کننده فن آوری ها

محاسبات چند جانبه ایمن
به دو یا چند طرف اجازه می دهد تا روی داده های مشترک خود محاسبه کنند، بدون اینکه هیچ یک از طرفین هیچ یک از داده های خصوصی خود را فاش کنند.

دانش صفر
به شخص اجازه می‌دهد تا به شخص دیگری ثابت کند که چیزی را درست می‌داند، بدون اینکه اطلاعاتی در مورد اینکه چگونه می‌داند درست است.

رمزگذاری کاملا هممورفیک
به اصطلاح جام مقدس رمزنگاری، که در آن امکان اجرای تجزیه و تحلیل بر روی داده های رمزگذاری شده بدون رمزگشایی اولیه وجود دارد.

حریم خصوصی متفاوت
راهی برای اضافه کردن نویز به داده ها که حریم خصوصی را حفظ می کند.