نظام ذكاء اصطناعي خفيف الوزن مع الحفاظ على الخصوصية باستخدام التشفير المتماثل الهجين: التصميم والتقييم لنظام Guard A
الكلمات المفتاحية:
الذكاء الاصطناعي الحافظ للخصوصية (PPAI)، لتشفير المتماثل الهجين (HHE)، إطار عمل ذكاء اصطناعي خفيف الوزن، الحوسبة الطرفية الآمنة، تصنيف البيانات المشفرة.الملخص
أحدث الذكاء الاصطناعي ثورةً سريعةً في العديد من الصناعات، إلا أن تزايد قابلية نماذج الذكاء الاصطناعي للهجمات الخبيثة وانتهاكات الخصوصية يُشكل عائقًا كبيرًا أمام انتشاره. تُسهّل خوارزميات التشفير المتماثل (HE) وغيرها من خوارزميات الذكاء الاصطناعي الحافظة للخصوصية (PPAI)، القادرة على معالجة البيانات المُشفّرة، تطبيق خوارزميات الحفاظ على الخصوصية، ولكن عادةً ما يكون تطبيقها محدودًا بسبب ارتفاع تكاليف الحوسبة والتوسع، لا سيما على الأنظمة ذات الموارد المحدودة. للتغلب على هذه العيوب، تقترح هذه الورقة نموذجًا خفيف الوزن للذكاء الاصطناعي الحافظ للخصوصية، يُسمى Guard AI، يعتمد على نظام تشفير متماثل هجين (HHE)، يدمج العمليات المتناظرة والمتماثلة.
سيُقلل التصميم المقترح من التعقيد الحسابي مع ضمان سرية عالية للبيانات عند استنتاج النموذج. صُمم Guard AI خصيصًا لدعم الأجهزة الطرفية والأجهزة ذات الموارد المحدودة، ويمكنه تصنيف البيانات بأمان على البيانات المُشفّرة دون الكشف عن المدخلات الحساسة أو معلمات النموذج. لاختبار الإطار المقترح، طُبِّقَ على تطبيق عملي في مجال الرعاية الصحية، وتحديدًا على تصنيف أمراض القلب بناءً على إشارات تخطيط كهربية القلب (ECG)، وهو مجال شديد الحساسية وعرضة لانتهاكات الخصوصية. أثبتت التجارب أن الحل المقترح القائم على التشفير الهجين المتجانس (HHE) يتميز بتوازن جيد بين الأمان والكفاءة والدقة، حيث تكون تكلفة الاتصال والحساب منخفضة مقارنةً بأنظمة التشفير الهجين الأخرى، مع الحفاظ على تنافسيته مع الاستدلال بدون تشفير. إجمالًا، تقدم هذه الورقة إطارًا فعالًا وقابلًا للتطوير لتنفيذ أنظمة الذكاء الاصطناعي الحساسة للخصوصية في بيئات محدودة الموارد، مما يُشير إلى إمكانات أساليب التشفير الهجين في تسهيل إنشاء أنظمة ذكية آمنة وخفيفة الوزن.
