Introduction à la technologie de chiffrement homomorphe complet et scénarios d'application

Le chiffrement homomorphe complet ( FHE ) est un schéma de chiffrement spécial qui permet d'effectuer des calculs de fonction directement sur des données chiffrées sans décryptage, protégeant ainsi la confidentialité des données. Contrairement au chiffrement statique et au chiffrement de transport, le FHE permet un traitement de données complexe tout en protégeant la vie privée.

Les principales caractéristiques du chiffrement homomorphe complet incluent :

1. Il est possible d'exécuter des calculs de fonctions arbitraires sur le texte chiffré et d'obtenir le résultat chiffré.

2. Le processus de calcul est public, mais ne divulguera pas les données originales.

3. La taille du résultat de sortie dépend uniquement des données d'origine et n'est pas liée à la complexité des calculs.

4. La sécurité est basée sur des algorithmes de chiffrement et ne dépend pas des dispositifs matériels.

FHE utilise généralement trois types de clés :

• Clé de déchiffrement : clé principale du système, utilisée pour déchiffrer le texte chiffré.
• clé de chiffrement : utilisée pour convertir le texte en clair en texte chiffré.
• Clé de calcul : utilisée pour effectuer des opérations homomorphiques sur des données chiffrées.

Les quelques modes d'application courants du chiffrement homomorphe complet (FHE) incluent :

1. Modèle d'externalisation : Chiffrement des données sensibles avant de les confier à un fournisseur de services cloud, adapté aux scénarios de recherche d'informations privées.

2. Mode de calcul à deux parties : chaque partie contribue des données privées pour effectuer un calcul conjoint, comme le "problème du millionnaire".

3. Mode d'agrégation : agrège les données de plusieurs parties de manière compacte, adapté à l'apprentissage fédéré, aux votes en ligne, etc.

4. Modèle client-serveur : le serveur fournit des services de calcul tels que des modèles d'IA privés à plusieurs clients.

Les avantages du chiffrement homomorphe complet (FHE) résident dans sa capacité à protéger la vie privée des données tout en permettant un traitement complexe des données. Cependant, la charge de calcul est actuellement assez élevée, nécessitant une optimisation et un accélérateur matériel supplémentaires. À l'avenir, le FHE devrait jouer un rôle important dans des domaines tels que le calcul privé et le calcul multi-parties sécurisé.