دليل المبتدئين لتصوير مقاطع فيديو رائعة على الهاتف

تركيب عناصر المشاهد وتوظيف الحركة البطيئة وتنظيم الإضاءة لرصد المزاج والمشاعر

دليل المبتدئين لتصوير مقاطع فيديو رائعة على الهاتف
TT

دليل المبتدئين لتصوير مقاطع فيديو رائعة على الهاتف

دليل المبتدئين لتصوير مقاطع فيديو رائعة على الهاتف

هناك كثير من الأسباب التي تدفع اليوم جميع المصورين من المحترفين أو الهواة، إلى استخدام هواتفهم الذكية لتصوير مشاريع الفيديو الخاصة بهم، فالهواتف ليست في تحسّن مستمرّ فيما يتعلّق بالنوعية فحسب، بل إنها تقوم بمهمة التصوير على أكمل وجه أيضاً.
كما يقول كريستيان ناشتريب، الخبير في التصوير الاحترافي في مدينة بوسطن الأميركية.
- عوامل جودة الفيديو
ما العوامل التي تضمن جودة مقطع الفيديو؟ ما هي الأشياء التي يتيح لكم التحسّن في نوعية الفيديو تصويرها؟ الجواب نظرياً - مقطع فيديو جيّد. ولكن هذا الأمر قد يعني الكثير من الأمور: جيّد على الصعيد التقني؟ أو ربّما أنّه مقطع مرح ومسلٍّ؟ لنتعرّف أولا إلى بعض العوامل الأساسية التي تساعد في تصوير مقطع فيديو جيّد.
> تركيب العناصر: لإنتاج مقطع فيديو جيّد، يجب عليكم أن تركّبوا بتأنٍّ العناصر على شكل مشهد أو سلسلة مشاهد. استخدم شاشة «إل سي دي» في هاتفكم اعملوا كما لو أنكم كنتم من الرسامين الذين يرتّبون الأشكال، والألوان، والخطوط، والتلاحم على النسيج. وللمزيد حول كيفية تركيب الفيديو، تقدم كايلي كاسيدي مقالات على موقع «Videomaker.com» تعرض مقدّمة رائعة عن تقنية التركيب والأجهزة الخاصة بها، وقاعدة التثليث، بالإضافة إلى نصائح قيّمة كالتركيز على عيون الأشخاص الظاهرين في الفيديو.
> الإضاءة: لا تنحصر وظيفة الإضاءة في إظهار الأشياء والأشخاص فحسب، بل تساهم أيضاً في ضبط المزاج وتحريك المشاعر. نوّعوا تجارب الإضاءة أثناء التصوير وانتبهوا إلى مصدر الضوء الرئيسي. فضوء الشمس في ظهيرة يومٍ خالٍ من الغيوم مثلاً، يمنحكم ضوءاً حفيفاً ويؤدي إلى ظهور ظلال غير محبّبة على وجوه الأشخاص، على عكس ضوء الشمس في ظهيرة يوم غائم، الذي يمنحكم إضاءة أخفّ وأكثر فعالية. وتذكروا الملاحظة التي قدّمها المخرج الشهير مارتن سكورسيسي: «يكمن الضوء في صلب هويتنا وكيفية فهمنا لأنفسنا».
- إعدادات أولية
> الإعدادات الصحيحة. قبل تصوير مقطع الفيديو على هاتفكم، اضبطوا إعداداته بالشكل الصحيح.
- تعتبر دقّة عرض الفيديو واحدة من أهمّ الإعدادات، ويعتمد تحديدها على حجم الفيديو الذي ستصورونه. يمكن القول إن درجتين للدقّة هما الأكثر شيوعاً في تصوير أفلام الفيديو: 1080 HD، و4k (4 كيبي)، وهي الأكبر.
- بعدها، تحقّقوا من معدّل الأطر، الذي يحدّد عدد الإطارات الفردية التي سيسجلها مقطع الفيديو في الثانية. ويمكن القول إن أكثر المعدلات استخداماً هي: 30 إطار/ الثانية، و60 إطار/ الثانية، وأقلّها شيوعاً 24 إطاراً/ الثانية: فكلّما علا معدّل الأطر، زادت دقّة عرض الفيديو الذي تصورونه. يتمّ تصوير غالبية أفلام الفيديو بمعدّل 30 إطاراً/ الثانية أو 29.97 إطار/ الثانية (في الولايات المتحدة)، علماً أن معدّل 60 إطاراً/ الثانية يعطي نتيجة عرض أفضل وأكثر هدوءاً عند حصول أي حركة. إلا أن بعض مصوّري الفيديو، يفضلون التصوير بمعدّل 24 إطاراً/ الثانية، الذي يحاكي المعدّل المستخدم في أفلام السينما.
إلى جانب تأثيرهما على مكونات مشروعكم البصرية والصوتية، يحدّد هذان الإعدادان أيضاً الحجم النهائي للفيديو المصوّر. وعلى سبيل المثال، يبلغ حجم فيديو مدّته خمس ثوانٍ، مصوّر بدقة عرض 4 كيبي، أربعة أضعاف حجم المقطع نفسه فيما لو صوّر بدقة عرض 1080 HD. يقول المصور ناشتريب: «حين يتعلّق الأمر بدقّة العرض، ستختارون دائماً الحلّ الذي يتناسب مع مساحة التخزين على هاتفكم ويضمن لكم نوعية العرض التي تريدونها في وقت واحد. أنا شخصياً أحاول التصوير بدقة عرض 4 كيبي عندما تكون متاحة».
- نصيحة بسيطة، ولكن مهمة: نظّفوا العدسة.
-- نصائح تحسين النوعية
كيف تحسنون نوعية الفيديو الذي تصورونه؟ إنّ تصوير مقطع فيديو على الهاتف ليس بالتجربة السلسة، لأن الهواتف صمّمت لتكون أجهزة متعدّدة المهام، أي أنّها تفتقر إلى كثير من الميزات الهامّة، كمقبض اليد أو ميزة التقريب البصري، الذي يمنحكم فرصة الاقتراب من الهدف المصوّر دون التأثير على نوعية الصّورة. (تعتمد غالبية الهواتف على التقريب الرقمي الذي يضعف نوعية الصورة. لهذا السبب، يجب أن تتفادوا التقريب الرقمي، وأن تعتمدوا على «التقريب بواسطة القدمين»، أو بمعنى آخر الاقتراب شخصياً من الهدف الذي تريدون تصويره، إن أمكنكم).
إليكم بعض النصائح للحصول على نتائج أفضل:
1- الاتجاه: احرصوا على توجيه هاتفكم أفقياً. يقول ناتشريب: «عندما أشاهد نشرة الأخبار، وألاحظ وجود لقطات مصوّرة في وضع (بورتريه)، أدرك فوراً أنّ هذا الفيديو صوّره واحد من الهواة». ويلفت المصوّر إلى ضرورة تفادي تصوير الفيديو بوضع بورتريه أو باتجاه عمودي، على الرّغم من أنّ تطبيقات كإنستغرام وسنابتشات «تساعد وتشجع» المستخدمين على اعتمادها.
2- تفادي الإضاءة الخلفية: يضيف المصوّر المحترف المتخصص في تصوير الأعراس: «أثناء التصوير، يجب أن تتفادوا وقوف الشخص الذي تصوّرونه أمام نافذة أو مصدر للضوء، لأنه لا شكّ سيبدو مظلّلاً». ولفت أنّه يفضّل أن تكون النافذة أو مصدر الضوء خلف المصوّر أو إلى أحد جانبيه.
3- استخدموا اليدين معاً: يجب أن تمسكوا الهاتف بيديكما دائماً، إذ «قد يبدو لكم هذا الأمر بدائياً بعض الشيء، ولكنّه يحدث فرقاً كبيراً. تتميّز عدسات كاميرات الهاتف عامة بتوازن بصري في التصوير، أي أنّها تلتقط صوراً ثابتة. ولكن استخدام اليدين معاً يمنحكم فرصة تصوير لقطات أكثر ثباتاً». كما أنّه يقيكم ما أسماه المصوّر تأثير «التموجات»، وأضاف ناتشريب: «في حال كنتم تحرّكون الكاميرا بشكل سريع، قد تظهر بعض التموّجات أثناء التصوير، ولكنّ استخدام اليدين للإمساك بالهاتف يقلّل فرص هذا التموّج».
4- أحكموا التركيز والانكشاف: يقترح «ناشتريب» عليكم النقر على شاشة الهاتف (على الهدف الذي تريدون التركيز عليه)، لإحكام التركيز على هواتف أندرويد. أمّا على أجهزة الآيفون، فيكفي أن تثبتوا إصبعكم في مكان الهدف للإحكام. في الضوء الخافت، تعمل كاميرا الهاتف على ملاحقة التركيز، ممّا يؤدي إلى تراجع حرفية التصوير. وتجدر الإشارة إلى أن غالبية الهواتف الذكية تتيح لكم أن تحكموا الانكشاف أو أن تعدّلوه يدوياً أيضاً.
5- تحسين الصوت ضروري أيضا: يقول معظم مصوري الفيديو المحترفين إنّ نوعية الصوت الجيّدة ضرورية جداً للحصول على فيديو قويّ. لحسن الحظّ، شهدت ميكروفونات الهواتف الذكية تطوراً كبيراً في السنوات الأخيرة، والأفضل من ذلك، هو أنّ الإكسسوارات الخاصة بالصوتيات، كميكروفون البلوتوث مثلاً، يوفّر لكم نوعية صوت مذهلة في التصوير.
- نصيحتان فيما يعلّق بالصوتيات: اقترضوا هاتفاً آخر، شغلوا تسجيل الصوت، وضعوا الهاتف في جيب الشخص الذي تصوّرونه. بعدها، صوّروا الفيديو على هاتفكم من مسافة بعيدة، لتدمجوا المقطع الصوتي لاحقاً بالفيديو الذي صورتموه عبر تقنية التعديل. وينصحكم ناتشريب أيضاً بعدم مقاطعة الشخص الذي تصورونه أثناء إجابته على الأسئلة التي طرحتموها عليه.
6- جرّبوا تأثيرات «الحركة البطيئة» و«الفاصل الزمني»: تقدّم غالبية الهواتف الذكية ميزات خاصة لتصوير الفيديو. تتضمن هذه الميزات أوضاعاً وظيفتها إبطاء المشهد أو تسريعه، والتي تعرف بأوضاع «الحركة البطيئة» و«الفاصل الزمني». تعمل الأولى على تصوير مقاطع الفيديو بمعدّل أطر سريع: أي عندما تعيدون تشغيل الفيديو بالسرعة الطبيعية، ستلاحظون أنّ الحركة أبطأ بكثير من الحقيقة. أمّا بالنسبة لميزة «الفاصل الزمني»، فتعتمد على معدّل أطر أقلّ: أي أنّكم عندما تعيدون تشغيل الفيديو بالسرعة الطبيعية، ستلاحظون أنّ الحركة في الفيلم المصوّر أسرع بكثير من الحقيقة. تتيح لكم هاتان الميزتان تصوير أفلام فيديو رائعة.
- إكسسوارات إضافية
> استعينوا بإكسسوارات إضافية أو بكاميرا مستقلة. في حال شعرتم بعدم الرضا عن ميزات الأدوات المتوافرة في هاتفكم، هناك كثير من الإكسسوارات التي تساعدكم في زيادة قدراته، وتساهم أحيانا، في تحسين نوعية الفيديو، خصوصا إن كنتم من محبّي التدوين المرئي. إليكم فيما يلي بعض المنتجات التي يمكنكم الاستعانة بها، والمجرّبة من قبل خبراء أميركيين:
- ينصحكم الخبراء بتجربة عدسات «مومنت وايد - آنجل» التي يبلغ سعرها 100 دولار. توضع هذه العدسة فوق عدسة هاتفكم الذكي لمنحكم لقطة أوسع دون أن تسبب تدهوراً في نوعية الصورة.
> ميكروفونات يو إس بي.: ميكروفون «Shure MV5» بـ99 دولارا، الذي يعرف بفعاليته الكبيرة مع الهواتف الذكية.
> ترايبود (منصة ثلاثية الأرجل): «Joby GorillaPod 1K Kit»، من أفضل المنصات التي تضمن ثبات هاتفكم، وحتى خلال التصوير في الضوء الخافت أو وضعية «الفاصل الزمني».
> كاميرات بعدسات قابلة للاستبدال: يمكنكم الاختيار بين «سوني a5100» أفضل كاميرا بعدسة قابلة للاستبدال من المستوى الأول بسعر 500 دولار، وكاميرا «كانون EOS Rebel T5i» أفضل كاميرا رقمية ذات عدسة أحادية عاكسة.
تقدّم لكم الكاميرات ذات العدسات القابلة للاستبدال مزيجاً من سهولة الحمل وحساسات خاصة لالتقاط الصورة، بينما تضمن لكم الكاميرا الرقمية ذات العدسة الأحادية العاكسة نوعية صورة لا يمكن أن تحصلوا عليها عبر أي كاميرا أخرى، إلا أن هذه الأخيرة أكبر حجماً، وأصعب نقلاً، وأغلى ثمناً. يتيح لكم هذان النوعان من الكاميرات فرصة استبدال العدسات بما يتناسب مع الهدف الذي تريدون تصويره / أو المكان الذي توجدون فيه للالتقاط الصورة.
> كاميرا متطورة للتصويب والتصوير: في حال كنتم ترغبون بشراء كاميرا بعدسة قابلة للاستبدال، وسهلة الحمل للتصوير، ننصحكم بكاميرا «سوني RX100 Mark IV» بـ900 دولار.
> كاميرا متينة ومقاومة للماء: في حال كنتم تبحثون عن كاميرا تصحبونها معكم خلال السفر، وتقاوم الصدمات والارتطامات، إذا يجب أن تجرّبوا الـ«Olympus TG - 5» بـ420 دولارا.


مقالات ذات صلة

تعرف على مزايا ومواصفات هواتف سلسلة «سامسونغ غالاكسي إس26»

تكنولوجيا الهواتف الثلاثة الجديدة بأحجامها المختلفة

تعرف على مزايا ومواصفات هواتف سلسلة «سامسونغ غالاكسي إس26»

تتمتع بمزايا متنوعة على صعيد البرمجيات والعتاد التقني

خلدون غسان سعيد (جدة)
شمال افريقيا لجنة الاتصالات بمجلس النواب المصري تستمع إلى رؤى عدد من الوزراء قبل إصدار تشريع يحد من مخاطر الإنترنت على الأطفال (وزارة الشؤون النيابية)

مقترح مصري يستلهم التجربة الفرنسية في تقييد استخدام الأطفال للجوال

تعددت المقترحات المتداولة في مصر حول تقييد استخدام الأطفال «للهواتف الجوالة» منذ أن وجه الرئيس السيسي «بسن قوانين تحظر استخدام الجوال للفئات الصغيرة».

أحمد جمال (القاهرة)
صحتك الاستخدام أكثر سلبية... مجرد تمرير بلا توقف للهاتف كان الأكثر ضرراً على الأطفال وفقاً لخبير (بكساباي)

كيف تؤثر شاشات الهواتف على التحصيل الدراسي للطلاب؟

تساهم زيادة استخدام وسائل التواصل الاجتماعي والهواتف بانخفاض الصحة النفسية وزيادة مشكلات النوم وارتفاع معدلات الاكتئاب واضطرابات الأكل وإيذاء النفس.

«الشرق الأوسط» (لندن)
شمال افريقيا أصداء إلغاء الإعفاء الجمركي على الجوالات المستوردة من الخارج ما زالت مستمرة في مصر (أرشيفية - رويترز)

«هاتف مقابل حوالة بالدولار»... مقترح برلماني يثير عاصفة جدل بين المصريين بالخارج

أثار مقترح برلماني بإعفاء المصريين بالخارج من «جمارك الهواتف الجوالة» مقابل دفع حوالة سنوية بالدولار، عاصفة من الجدل في مصر.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
تكنولوجيا تصميم أنيق ودعم لتقنيات الذكاء الاصطناعي بسعر معتدل

هاتف «أوبو رينو 15 5جي» يجمع بين الذكاء الاصطناعي وقوة التحمل وعمر البطارية

الشاشة تضمن سلاسة فائقة في التصفح واللعب بالألعاب الإلكترونية

خلدون غسان سعيد (جدة)

دراسة: الرموز التعبيرية في المحادثات تربك فهم الذكاء الاصطناعي

الوجوه التعبيرية النصية البسيطة قد تُسبب التباساً دلالياً لدى نماذج اللغة الكبيرة ما يؤدي إلى فهم خاطئ لنية المستخدم (شاترستوك)
الوجوه التعبيرية النصية البسيطة قد تُسبب التباساً دلالياً لدى نماذج اللغة الكبيرة ما يؤدي إلى فهم خاطئ لنية المستخدم (شاترستوك)
TT

دراسة: الرموز التعبيرية في المحادثات تربك فهم الذكاء الاصطناعي

الوجوه التعبيرية النصية البسيطة قد تُسبب التباساً دلالياً لدى نماذج اللغة الكبيرة ما يؤدي إلى فهم خاطئ لنية المستخدم (شاترستوك)
الوجوه التعبيرية النصية البسيطة قد تُسبب التباساً دلالياً لدى نماذج اللغة الكبيرة ما يؤدي إلى فهم خاطئ لنية المستخدم (شاترستوك)

تتركز أغلب النقاشات المرتبطة بالذكاء الاصطناعي التوليدي حول مخاطر كبرى؛ كالتحيز والهلوسة وإساءة الاستخدام أو القرارات الآلية غير القابلة للتفسير. لكن دراسة بحثية جديدة تلفت الانتباه إلى مصدر مختلف تماماً للمخاطر المحتملة. إنها الرموز الصغيرة التي نستخدمها يومياً من دون تفكير مثل الوجوه التعبيرية النصية (emoticons).

الدراسة، المنشورة على منصة «arXiv» تكشف عن أن نماذج اللغة الكبيرة قد تُسيء فهم هذه الرموز البسيطة بطرق تؤدي إلى أخطاء وظيفية صامتة، لا تظهر على شكل أعطال واضحة، بل في مخرجات تبدو صحيحة شكلياً لكنها لا تعكس نية المستخدم الحقيقية.

رموز مألوفة... ومعانٍ ملتبسة

على عكس الرموز التعبيرية الحديثة (emoji) التي تمثل وحدات مرئية موحدة، تعتمد الوجوه التعبيرية النصية مثل «: -)» أو «: P» على تسلسل أحرف «ASCII». ورغم بساطتها ، تحمل هذه الرموز معاني سياقية دقيقة، تختلف باختلاف الثقافة أو سياق الاستخدام. المشكلة، بحسب الباحثين، أن نماذج اللغة لا تتعامل دائماً مع هذه الرموز باعتبارها إشارات دلالية، بل قد تفسرها أحياناً كجزء من الشيفرة البرمجية أو كنص حرفي بلا معنى عاطفي.

هذا الالتباس الدلالي قد يبدو تفصيلاً صغيراً، لكنه يصبح أكثر خطورة عندما تُستخدم نماذج الذكاء الاصطناعي في مهام حساسة، مثل توليد الشيفرات البرمجية أو تحليل التعليمات أو تشغيل وكلاء آليين يتخذون قرارات تلقائية.

يمتد تأثير هذا الالتباس إلى الأنظمة المعتمدة على «الوكلاء الأذكياء» ما قد يضخّم الخطأ عبر سلاسل قرارات آلية متتابعة (شاترستوك)

قياس المشكلة بشكل منهجي

لفهم حجم هذه الظاهرة، طوّر فريق البحث إطاراً آلياً لاختبار تأثير الوجوه التعبيرية النصية على أداء النماذج. واعتمدوا على مجموعة بيانات تضم 3.757 حالة اختبار، ركزت في الغالب على سيناريوهات برمجية متعددة اللغات، حيث قد يؤدي سوء الفهم إلى أخطاء دقيقة ولكن مؤثرة.

حقائق

38 %

هو معدل تجاوز الخطأ الذي سجلته الاختبارات عند وجود رموز تعبيرية نصية رغم بساطة هذه الإشارات وشيوع استخدامها اليومي.

الفشل الصامت

النتيجة الأكثر إثارة للقلق في الدراسة ليست نسبة الخطأ بحد ذاتها، بل طبيعة هذه الأخطاء. فقد وجد الباحثون أن أكثر من 90 في المائة من حالات الإخفاق كانت «فشلاً صامتاً»؛ أي أن النموذج أنتج مخرجات تبدو صحيحة من حيث البنية أو الصياغة، لكنها تنفذ منطقاً مختلفاً عمّا قصده المستخدم.

في البرمجة، على سبيل المثال، قد يؤدي ذلك إلى شيفرة تعمل دون أخطاء، لكنها تنفذ وظيفة غير متوقعة. هذا النوع من الأخطاء يصعب اكتشافه؛ لأنه لا يولد تحذيرات مباشرة، وقد لا يظهر إلا بعد فترة طويلة، أو في ظروف تشغيل محددة.

تجاوز النماذج نفسها

لم تتوقف الدراسة عند اختبار النماذج اللغوية بشكل مباشر، بل امتدت إلى أنظمة قائمة على «الوكلاء» (agent - based frameworks) التي تعتمد على هذه النماذج كعقل مركزي لاتخاذ القرار. ووجد الباحثون أن الالتباس الدلالي ينتقل بسهولة إلى هذه الأنظمة المركبة، ما يعني أن الخطأ لا يبقى محصوراً في إجابة واحدة، بل قد يتضخم عبر سلسلة من القرارات الآلية. هذا الاكتشاف مهم في ظل التوجه المتسارع نحو استخدام وكلاء ذكيين لإدارة مهام معقدة، من أتمتة البرمجيات إلى تشغيل سلاسل عمل كاملة دون تدخل بشري مباشر.

لماذا تفشل الحلول الحالية؟

قد يبدو الحل بديهياً، وهو تعليم النموذج تجاهل الوجوه التعبيرية، أو إضافة تعليمات صريحة في المطالبات (prompts). لكن الدراسة تشير إلى أن هذه المعالجات السطحية ليست كافية. فحتى مع تعليمات إضافية، استمرت النماذج في الوقوع في الالتباس نفسه، ما يدل على أن المشكلة أعمق من مجرد «سوء صياغة» في الطلب.

يرجّح الباحثون أن جذور المشكلة تعود إلى بيانات التدريب نفسها، حيث لا يتم تمثيل الوجوه التعبيرية النصية بشكل متسق، أو يتم التعامل معها أحياناً على أنها ضوضاء لغوية. كما أن البنية الداخلية للنماذج قد لا تميز بوضوح بين الرمز بوصفه إشارة عاطفية أو عنصراً نحوياً أو جزءاً من شيفرة.

الدراسة: جذور المشكلة تعود إلى بيانات التدريب وبنية النماذج نفسها ما يستدعي اختبارات أمان أدق وتحسين تمثيل الإشارات اللغوية الصغيرة (أدوبي)

سلامة الذكاء الاصطناعي

تكشف هذه الدراسة عن جانب مهم من التحديات التي تواجه نشر نماذج الذكاء الاصطناعي في البيئات الواقعية. فالمخاطر لا تنشأ فقط من القرارات الكبرى أو المدخلات الخبيثة، بل قد تأتي من تفاصيل صغيرة ومألوفة ويومية. وفي سياق سلامة الذكاء الاصطناعي، يسلط البحث الضوء على الحاجة إلى اختبارات أكثر دقة، لا تكتفي بتقييم صحة الإجابة من حيث المضمون العام، بل تدرس مدى تطابقها مع نية المستخدم. كما يطرح تساؤلات حول مدى جاهزية هذه النماذج للتعامل مع اللغة كما تُستخدم فعلياً، لا كما تُكتب في الأمثلة المثالية.

الخطوة التالية

لا تقدم الدراسة حلولاً نهائية، لكنها ترسم خريطة واضحة للمشكلة، وتدعو إلى مزيد من البحث في كيفية تمثيل الرموز غير التقليدية داخل النماذج اللغوية. وقد يكون ذلك عبر تحسين بيانات التدريب أو تطوير آليات تفسير دلالي أدق أو دمج اختبارات أمان جديدة تركز على «الإشارات الصغيرة».

تهدف الدراسة إلى القول إن في عصر الذكاء الاصطناعي، لا توجد تفاصيل صغيرة حقاً. حتى رمز ابتسامة بسيط قد يحمل مخاطر أكبر مما نتخيل، إذا أسيء فهمه داخل عقل آلي يعتمد عليه البشر في قرارات متزايدة الحساسية.


تقنية توثيق بشرائح ذات بصمة مشتركة من دون خوادم خارجية

أظهر النموذج الأولي تطابقاً في البصمة بنسبة تفوق 98 % ما يضمن توثيقاً مستقراً وموثوقاً (شاترستوك)
أظهر النموذج الأولي تطابقاً في البصمة بنسبة تفوق 98 % ما يضمن توثيقاً مستقراً وموثوقاً (شاترستوك)
TT

تقنية توثيق بشرائح ذات بصمة مشتركة من دون خوادم خارجية

أظهر النموذج الأولي تطابقاً في البصمة بنسبة تفوق 98 % ما يضمن توثيقاً مستقراً وموثوقاً (شاترستوك)
أظهر النموذج الأولي تطابقاً في البصمة بنسبة تفوق 98 % ما يضمن توثيقاً مستقراً وموثوقاً (شاترستوك)

في عالم الأمن السيبراني تقوم الثقة غالباً على أسرار مخزنة في مكان آخر؛ قد تكون على خادم أو داخل ذاكرة محمية أو في قاعدة بيانات سحابية. لكن ماذا لو لم يكن من الضروري أن تغادر هذه الأسرار الشريحة الإلكترونية أساساً؟

طوّر مهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) تقنية تصنيع تُمكّن شريحتين إلكترونيتين من توثيق بعضهما عبر «بصمة» مادية مشتركة، من دون الحاجة إلى تخزين بيانات تعريف حساسة على خوادم طرف ثالث. ويمكن لهذه المقاربة أن تعزز الخصوصية وتخفض استهلاك الطاقة والذاكرة المرتبط عادةً بالأنظمة التشفيرية التقليدية.

الأسرار المخزّنة خارج الشريحة

حتى عندما تُصمَّم شرائح «CMOS» لتكون متطابقة، فإنها تحتوي على اختلافات مجهرية طفيفة تنشأ بشكل طبيعي أثناء عملية التصنيع. هذه الاختلافات تمنح كل شريحة توقيعاً مادياً فريداً يُعرف باسم «الدالة الفيزيائية غير القابلة للاستنساخ» (PUF). ومثل بصمة الإصبع البشرية، يمكن استخدام هذه الدالة للتحقق من الهوية.

في الأنظمة التقليدية، عندما يتلقى الجهاز طلب توثيق، فإنه يولّد استجابة تعتمد على بنيته الفيزيائية. ويقارن الخادم هذه الاستجابة بقيمة مرجعية مخزنة مسبقاً للتأكد من صحة الجهاز. لكن هذه البيانات المرجعية يجب أن تُخزَّن في مكانٍ ما، وغالباً على خادم خارجي. وإذا تم اختراق ذلك الخادم، تصبح منظومة التوثيق بأكملها عرضة للخطر.

يقول يون سوك لي، طالب الدراسات العليا في الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب في «MIT» والمؤلف الرئيسي للدراسة: «أكبر ميزة في هذه الطريقة الأمنية أننا لا نحتاج إلى تخزين أي معلومات. ستبقى كل الأسرار داخل السيليكون دائماً».

تعتمد التقنية على استغلال الاختلافات المجهرية الطبيعية في تصنيع شرائح «CMOS» لإنشاء بصمة غير قابلة للاستنساخ (MIT)

شريحتان ببصمة واحدة

للتغلب على الاعتماد على التخزين الخارجي، ابتكر فريق «MIT» طريقة لتصنيع شريحتين تتشاركان بصمة مدمجة واحدة؛ أي بصمة فريدة لهاتين الشريحتين فقط.

ويمكن فهم الفكرة عبر تشبيه بسيط: تخيّل ورقة تم تمزيقها إلى نصفين، الحواف الممزقة عشوائية وفريدة، ولا يمكن إعادة إنتاجها بدقة. ومع ذلك، فإن القطعتين تتطابقان تماماً؛ لأنهما تتشاركان نفس الحافة غير المنتظمة. طبّق الباحثون هذا المفهوم أثناء تصنيع أشباه الموصلات؛ إذ تُنتج عدة شرائح في الوقت نفسه على رقاقة سيليكون واحدة قبل فصلها. واستغل الفريق هذه المرحلة لإدخال «عشوائية مشتركة» بين شريحتين متجاورتين قبل تقطيعهما. يشرح لي: «كان علينا إيجاد طريقة لتنفيذ ذلك قبل مغادرة الشريحة المصنع، لتعزيز الأمان. فبمجرد دخول الشريحة في سلسلة التوريد، لا نعرف ما الذي قد يحدث لها».

هندسة العشوائية داخل السيليكون

لإنشاء البصمة المشتركة، استخدم الباحثون عملية تُعرف باسم «انهيار أكسيد البوابة» (Gate Oxide Breakdown)؛ إذ يتم تطبيق جهد كهربائي مرتفع على ترانزستورات محددة مع تسليط ضوء «LED» منخفض التكلفة عليها. وبسبب الفروقات المجهرية الطبيعية، ينهار كل ترانزستور في لحظة مختلفة قليلاً. تمثل حالة الانهيار هذه مصدر العشوائية التي تُبنى عليها البصمة الفيزيائية.

ولإنشاء بصمة مزدوجة، صمّم الفريق أزواجاً من الترانزستورات تمتد عبر شريحتين متجاورتين، مع ربطها بطبقات معدنية أثناء وجودها على الرقاقة نفسها. وعند حدوث الانهيار، تتطور خصائص كهربائية مترابطة بين الترانزستورات المرتبطة.

بعد ذلك، تُقطَّع الرقاقة بحيث تحصل كل شريحة على نصف زوج الترانزستورات، وبالتالي تحتفظ كل واحدة ببصمة مشتركة مع الأخرى. وبعد تحسين العملية، تمكّن الباحثون من إنتاج نموذج أولي لشريحتين متطابقتين أظهرتا تطابقاً في العشوائية بنسبة تفوق 98 في المائة، وهي نسبة كافية لضمان توثيق مستقر وآمن.

ويقول لي إنه «لم يتم نمذجة انهيار الترانزستورات بدقة في العديد من المحاكاة، لذلك كان هناك قدر كبير من عدم اليقين. تحديد جميع الخطوات وتسلسلها لإنتاج هذه العشوائية المشتركة هو جوهر الابتكار في هذا العمل». والأهم أن التقنية متوافقة مع عمليات تصنيع «CMOS» القياسية، ولا تتطلب مواد خاصة. كما أن استخدام مصابيح «LED» منخفضة التكلفة وتقنيات دوائر تقليدية يجعل تطبيقها على نطاق واسع أمراً عملياً.

يمكن أن تفيد التقنية الأجهزة منخفضة الطاقة مثل المستشعرات الطبية عبر توفير أمن أعلى بتكلفة طاقة أقل (شاترستوك)

أهمية خاصة للأجهزة منخفضة الطاقة

يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة بشكل خاص في الأنظمة التي تعمل بقيود طاقة صارمة؛ إذ تُعد الكفاءة والأمن أولوية في آن واحد. فعلى سبيل المثال، قد تستفيد كبسولات استشعار طبية قابلة للبلع متصلة برقعة تُرتدى على الجسم من هذا النهج؛ إذ يمكن للكبسولة والرقعة توثيق بعضهما مباشرة من دون الحاجة إلى خادم وسيط أو بروتوكولات تشفير معقدة تستهلك طاقة إضافية.

يعد أنانثا تشاندراكاسان، نائب رئيس «MIT» والمؤلف المشارك في الدراسة، أن «هناك طلباً متزايداً بسرعة على أمن الطبقة الفيزيائية للأجهزة الطرفية». ويضيف أن منهج البصمة المزدوجة «يتيح اتصالاً آمناً بين العقد من دون عبء بروتوكولات ثقيلة، ما يحقق كفاءة في الطاقة وأمناً قوياً في الوقت نفسه».

نحو ترسيخ الثقة في العتاد نفسه

لا يقتصر البحث على الحلول الرقمية فقط؛ إذ يستكشف الفريق أيضاً إمكان تطوير أشكال أكثر تعقيداً من «السرية المشتركة» تعتمد على خصائص تماثلية يمكن تكرارها مرة واحدة فقط.

ويرى روانان هان، أستاذ الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب والمؤلف المشارك في الدراسة، أن هذه الخطوة تمثل محاولة أولية لتقليل المفاضلة بين الأمان وسهولة الاستخدام. ويقول: «إن إنشاء مفاتيح تشفير مشتركة داخل مصانع أشباه الموصلات الموثوقة قد يساعد على كسر المفاضلة بين تعزيز الأمان وتسهيل حماية نقل البيانات».

ومع تزايد انتشار الأجهزة المتصلة وتوسع الحوسبة الطرفية، قد يصبح دمج الثقة مباشرة في العتاد أمراً ضرورياً. فمن خلال ضمان بقاء الأسرار داخل السيليكون نفسه، تشير هذه التقنية إلى مستقبل يُبنى فيه التوثيق داخل الشريحة لا خارجها.


«إنستغرام» لتنبيه الآباء عند بحث المراهقين عن محتوى متعلق بالانتحار

إنستغرام سينبه أولياء الأمور إذا أجرى ​أبناؤهم ممن هم في سن المراهقة عمليات بحث متكررة عن مصطلحات مرتبطة بالانتحار أو إيذاء النفس (رويترز)
إنستغرام سينبه أولياء الأمور إذا أجرى ​أبناؤهم ممن هم في سن المراهقة عمليات بحث متكررة عن مصطلحات مرتبطة بالانتحار أو إيذاء النفس (رويترز)
TT

«إنستغرام» لتنبيه الآباء عند بحث المراهقين عن محتوى متعلق بالانتحار

إنستغرام سينبه أولياء الأمور إذا أجرى ​أبناؤهم ممن هم في سن المراهقة عمليات بحث متكررة عن مصطلحات مرتبطة بالانتحار أو إيذاء النفس (رويترز)
إنستغرام سينبه أولياء الأمور إذا أجرى ​أبناؤهم ممن هم في سن المراهقة عمليات بحث متكررة عن مصطلحات مرتبطة بالانتحار أو إيذاء النفس (رويترز)

أفاد تطبيق «إنستغرام» بأنه سيبدأ بتنبيه أولياء الأمور، إذا أجرى ​أبناؤهم، ممن هم في سن المراهقة، عمليات بحث متكررة عن مصطلحات مرتبطة بالانتحار أو إيذاء النفس، خلال فترة زمنية قصيرة، وذلك في وقت تتزايد فيه ‌الضغوط على الحكومات ‌لاعتماد قيود ​مشابهة لحظر ⁠أستراليا ​استخدام وسائل ⁠التواصل الاجتماعي لمن هم دون سن 16 عاماً.

ووفقاً لـ«رويترز»، قالت بريطانيا، في يناير (كانون الثاني)، إنها تدرس فرض قيود لحماية الأطفال عند اتصالهم بالإنترنت، ⁠بعد الخطوة التي اتخذتها ‌أستراليا، في ‌ديسمبر (كانون الأول). ​ وأعلنت إسبانيا واليونان ‌وسلوفينيا، في الأسابيع القليلة الماضية، ‌أنها تدرس أيضاً فرض قيود.

وذكر تطبيق «إنستغرام» المملوك لشركة «ميتا بلاتفورمز»، اليوم (الخميس)، أنه سيبدأ ‌في تنبيه أولياء الأمور المسجَّلين في إعدادات الإشراف الاختيارية، ⁠إذا ⁠حاول أطفالهم الوصول إلى محتوى يتعلق بالانتحار أو إيذاء النفس.

وتابعت المنصة في بيان: «تُضاف هذه التنبيهات إلى عملنا الحالي للمساعدة في حماية القصّر من المحتوى الضار المحتمل على (إنستغرام)... لدينا سياسات صارمة ضد المحتوى الذي ​يروج أو ​يشيد بالانتحار أو إيذاء النفس».