الملخص
أدى التوسع الهائل في اعتماد الحوسبة السحابية إلى ظهور نموذج "السحابة متعددة الأطراف" (Multi-Party Cloud Computing)، حيث تتشارك عدة كيانات (شركات، مؤسسات حكومية، أفراد) في نفس البنية التحتية السحابية لمعالجة بياناتها وتخزينها. هذا النموذج يعزز الكفاءة والتكامل، لكنه في المقابل يطرح تحديات أمنية معقدة، لا سيما على مستوى الثقة والخصوصية.
تأتي تقنيات التشفير القابل للمعالجة (Homomorphic Encryption – HE) كحل مبتكر يتيح إجراء العمليات الحسابية على بيانات مشفرة دون الحاجة لفك تشفيرها، مما يفتح آفاقًا جديدة لضمان خصوصية البيانات في بيئات متعددة الأطراف.

1. المقدمة: الحوسبة السحابية متعددة الأطراف كمحفز للتكامل الرقمي
مع تعاظم الحاجة إلى التعاون الرقمي بين المؤسسات، ظهر نموذج الحوسبة السحابية متعددة الأطراف كأداة استراتيجية لتقاسم الموارد الحاسوبية والبيانات عبر بيئة سحابية موحدة.
ولكن هذا التكامل يفرض ضرورة الإجابة على أسئلة مركزية تتعلق بـ:

من يملك السيطرة الفعلية على البيانات؟

هل يمكن الوثوق بالمزود السحابي من قبل جميع الأطراف؟

كيف يمكن حماية الخصوصية مع ضمان قابلية الاستخدام؟

تُظهر الدراسات الحديثة أن أكثر من 70% من المؤسسات تعرب عن قلقها بشأن فقدان السيطرة على البيانات في البيئات المشتركة (Gartner, 2023).

2. تحديات الثقة في السحابة متعددة الأطراف
2.1 فقدان السيطرة على البيانات
عندما تُخزَّن البيانات في سحابة خارجية، فإن المستخدمين يفقدون القدرة المباشرة على التحكم فيها. يصبح الاعتماد على المزود السحابي ضرورة، ما يُعرف بـمفارقة الثقة (Trust Paradox).

2.2 الشفافية والمساءلة المحدودة
من الصعب مراقبة كيفية التعامل مع البيانات من قبل الطرف الثالث أو الرابع، خاصة في حالات "سلاسل التوريد السحابية" (Cloud Supply Chains).

2.3 هجمات القنوات الجانبية والتقنيات المتقدمة
تشمل التهديدات المتزايدة:

تحليل البيانات الوصفية (Metadata)

استنتاج المعلومات عبر تعلم الآلة

هجمات التآمر الداخلي (Insider Collusion)

3. التشفير القابل للمعالجة: المفهوم والقدرات
يتيح التشفير القابل للمعالجة (HE) إجراء عمليات حسابية مباشرة على بيانات مشفرة، بحيث يبقى الناتج عند فك التشفير مطابقًا لما كان سينتج عن إجراء نفس العمليات على البيانات الأصلية.

3.1 أنواع التشفير القابل للمعالجة
Partial HE (PHE): يدعم نوعًا واحدًا من العمليات (مثل الجمع فقط)

Somewhat HE (SHE): يدعم عددًا محدودًا من العمليات

Fully HE (FHE): يدعم عمليات غير محدودة دون فك التشفير

3.2 مزايا HE في بيئات متعددة الأطراف
عزل البيانات: كل طرف يحافظ على سرية بياناته أثناء المعالجة

التحكم الدقيق: تمكين كل طرف من الاحتفاظ بمفاتيحه الخاصة

تدقيق قابلية التحقق (Verifiable Computation): إمكانية التأكد من صحة النتائج دون الكشف عن البيانات

4. تطبيقات التشفير القابل للمعالجة في السحابة متعددة الأطراف
4.1 التعاون البحثي بين المؤسسات الطبية
يمكن للمستشفيات والجامعات التعاون في تحليل بيانات سريرية مشفرة، مثل تطوير نماذج تشخيصية، دون خرق لقوانين الخصوصية (مثل HIPAA أو GDPR).

4.2 النمذجة المالية التعاونية
شركات التأمين أو البنوك يمكنها بناء نماذج مالية أو اكتوارية باستخدام بيانات مشفرة، مع الحفاظ على خصوصية العملاء.

4.3 التدريب الفيدرالي للذكاء الاصطناعي
في التدريب الفيدرالي، تُستخدم HE لتمكين تدريب نماذج AI على بيانات موزعة ومشفرة، دون الحاجة إلى تجميعها في موقع مركزي.

5. القيود والتحديات التقنية لتقنيات HE
5.1 الأداء الحسابي
لا تزال تقنيات FHE تتطلب طاقة حسابية وذاكرة كبيرة. زمن المعالجة أطول بشكل كبير مقارنة بالأنظمة التقليدية.

5.2 محدودية العمليات المعقدة
بعض نماذج HE لا تدعم بسهولة تنفيذ عمليات رياضية عالية التعقيد مثل الدوال غير الخطية (Nonlinear Functions).

5.3 تعقيد التكامل مع البنى السحابية الحالية
يتطلب تكامل HE مع خدمات AWS أو Azure أو Google Cloud بنية مخصصة وفهمًا عميقًا لكل من الأمن والتشفير.

6. نماذج هجينة: HE مع تقنيات أمنية أخرى
HE + Secure Multi-Party Computation (SMPC): يسمح بتقسيم البيانات بين أطراف متعددة وتشفيرها أيضًا.

HE + Trusted Execution Environments (TEEs): مثل Intel SGX، تتيح بيئات آمنة للمعالجة معزولة عن النظام المضيف.

HE + Blockchain: لحماية العمليات وإثبات النزاهة عبر سجلات موزعة غير قابلة للتلاعب.

7. مستقبل أمن الحوسبة السحابية متعددة الأطراف
يتجه البحث الأكاديمي والصناعي إلى:

تحسين كفاءة FHE وتقليل عبء الحوسبة

تطوير مكتبات مفتوحة المصدر (مثل Microsoft SEAL، IBM HELib)

تعزيز دعم الشركات السحابية لتكامل HE كخدمة (HE-as-a-Service)

بناء سياسات ومعايير دولية لتوحيد استخدام HE في البيئات المشتركة

الخاتمة
يمثل التشفير القابل للمعالجة تقدمًا ثوريًا في معالجة التحديات الأمنية المرتبطة بالحوسبة السحابية متعددة الأطراف. ورغم القيود التقنية الحالية، إلا أن التوجهات المستقبلية تشير إلى تكامل متزايد لهذه التقنية ضمن المنظومات السحابية الكبرى. إن تعزيز الثقة في الحوسبة المشتركة يتطلب مزيجًا من الابتكار التقني، والتعاون المؤسسي، والتنظيم القانوني.

وبذلك يصبح HE ليس فقط تقنية أمنية، بل ممكنًا أساسيًا لتحقيق التكامل الرقمي الآمن في عالم متعدد الأطراف.