Полностью гомоморфное шифрование: новые горизонты конфиденциальности и безопасности Блокчейн
Концепция технологии полностью гомоморфного шифрования (FHE) восходит к 70-м годам XX века, но долгое время оставалась трудной для реализации. Ее основная идея заключается в проведении вычислений на основе зашифрованных данных без необходимости их расшифровки. На ранних этапах можно было выполнять лишь простые операции сложения, вычитания, умножения и деления на зашифрованных данных, что называлось частичным гомоморфным шифрованием. В 2009 году один исследователь продемонстрировал метод выполнения произвольных вычислений на зашифрованных данных, что стало значительным прорывом в области полностью гомоморфного шифрования.
FHE является передовой технологией шифрования, которая позволяет выполнять вычисления непосредственно над зашифрованными данными без необходимости их предварительного расшифрования. Это означает, что можно выполнять операции над шифротекстом и генерировать зашифрованные результаты, которые после расшифрования совпадают с результатами той же операции, выполненной над исходным открытым текстом.
Ключевые характеристики FHE
Гомоморфность: операции сложения и умножения над шифротекстом эквивалентны тем же операциям над открытым текстом.
Управление шумом: FHE шифрование добавляет шум к шифротексту для обеспечения безопасности, но после каждой операции шум увеличивается. Эффективное управление и минимизация шума имеют решающее значение для обеспечения точности вычислений.
Неограниченные операции: в отличие от других схем гомоморфного шифрования, которые поддерживают только одно действие или ограниченное количество операций, FHE поддерживает неограниченное количество сложения и умножения, что позволяет выполнять произвольные вычисления над зашифрованными данными.
Однако FHE также сталкивается с двумя основными проблемами:
Контроль шума: эквивалентность между открытым текстом и зашифрованным текстом включает добавление шума, а слишком большой шум может привести к сбоям в вычислениях.
Расходы на вычисления: Вычисления с зашифрованными данными дороже вычислений с открытыми данными в тысячи и миллионы раз.
Применение полностью гомоморфного шифрования в Блокчейне
FHE имеет потенциал стать ключевой технологией для решения проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности в Блокчейне. В настоящее время Блокчейн по умолчанию является прозрачным, но FHE может преобразовать его в частично зашифрованную форму, одновременно сохраняя контроль над смарт-контрактами.
Некоторые проекты разрабатывают виртуальную машину FHE, позволяющую программистам писать код смарт-контрактов для работы с примитивами FHE. Этот подход может решить текущие проблемы конфиденциальности Блокчейн, сделав возможными такие приложения, как шифрование платежей и онлайн-ставки, при этом сохраняя граф транзакций для удовлетворения требований регулирования.
FHE также может улучшить проблемы доступности определенных проектов конфиденциальности за счет поиска скрытых сообщений (OMR), позволяя клиентам кошелька синхронизировать данные без раскрытия содержимого доступа.
Связь FHE и доказательства нулевых знаний
FHE и нулевое доказательство (ZKP) являются взаимодополняющими технологиями, но имеют разные цели. ZKP позволяет проводить проверяемые вычисления и нулевые атрибуты, обеспечивая защиту конфиденциальности для частных состояний. В то время как FHE позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без раскрытия самих данных, что имеет решающее значение для платформ без разрешений.
Текущая ситуация и перспективы развития полностью гомоморфного шифрования
Развитие FHE отстает от ZKP на три-четыре года, но быстро догоняет. Первые проекты FHE уже начали тестирование, и ожидается, что основная сеть будет запущена позже в этом году. Хотя вычислительные затраты FHE все еще выше, чем у ZKP, его потенциал для масштабного применения огромен. Как только FHE войдет в производственную стадию и будет реализована масштабируемость, ожидается, что скорость его принятия будет сопоставима с ZK Rollups.
Вызовы и препятствия
Широкое применение полностью гомоморфного шифрования (FHE) сталкивается с такими вызовами, как вычислительная эффективность и управление ключами. Операции самозагрузки в FHE требуют много вычислительных ресурсов, но алгоритмическая оптимизация постоянно улучшается. Для определенных приложений, таких как машинное обучение, альтернативы без самозагрузки могут быть более эффективными.
Управление ключами также является большой проблемой. Некоторые проекты FHE требуют управления ключами по порогу, что связано с группами валидаторов, обладающими возможностью расшифровки. Этот метод все еще требует дальнейшего совершенствования для преодоления проблемы единой точки отказа.
Обзор рынка полностью гомоморфного шифрования
Несколько венчурных компаний в области шифрования активно инвестируют в сферу полностью гомоморфного шифрования (FHE). Некоторые проекты разрабатывают приложения на основе FHE, такие как онлайн-игры на деньги, коммерческие платежи и игры.
TFHE (пороговое полностью гомоморфное шифрование) сочетает FHE с многопартитными вычислениями и технологиями блокчейна, открывая новые сценарии применения. Дружественность разработчиков FHE позволяет использовать распространённые языки программирования для разработки, что повышает его практическую ценность.
Регуляторная среда
Регуляторная среда для технологий конфиденциальности, таких как FHE, варьируется в зависимости от региона. Несмотря на то, что конфиденциальность данных в целом поддерживается, финансовая конфиденциальность все еще находится в серой зоне. FHE имеет потенциал для улучшения защиты конфиденциальности данных, позволяя пользователям сохранять права собственности на данные и, возможно, извлекать из них выгоду, одновременно сохраняя социальные выгоды, такие как целевая реклама.
Заключение
Полностью гомоморфное шифрование находится в ключевой момент трансформации в области шифрования, предлагая новые решения для конфиденциальности и безопасности. С развитием технологий и увеличением внимания к капиталу, FHE обещает осуществить масштабное применение, решая такие ключевые проблемы, как масштабируемость Блокчейна и защита конфиденциальности. С созреванием технологий FHE откроет новые возможности для различных инновационных приложений в экосистеме шифрования.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
15 Лайков
Награда
15
5
Поделиться
комментарий
0/400
BearEatsAll
· 07-22 06:45
Это шифрование имеет что-то интересное.
Посмотреть ОригиналОтветить0
ChainWanderingPoet
· 07-22 06:36
Слишком сложно, не могу научиться
Посмотреть ОригиналОтветить0
OptionWhisperer
· 07-22 06:30
Полная гомоморфная криптография имеет перспективы.
Полностью гомоморфное шифрование FHE: революционная технология для конфиденциальности и безопасности Блокчейн
Полностью гомоморфное шифрование: новые горизонты конфиденциальности и безопасности Блокчейн
Концепция технологии полностью гомоморфного шифрования (FHE) восходит к 70-м годам XX века, но долгое время оставалась трудной для реализации. Ее основная идея заключается в проведении вычислений на основе зашифрованных данных без необходимости их расшифровки. На ранних этапах можно было выполнять лишь простые операции сложения, вычитания, умножения и деления на зашифрованных данных, что называлось частичным гомоморфным шифрованием. В 2009 году один исследователь продемонстрировал метод выполнения произвольных вычислений на зашифрованных данных, что стало значительным прорывом в области полностью гомоморфного шифрования.
FHE является передовой технологией шифрования, которая позволяет выполнять вычисления непосредственно над зашифрованными данными без необходимости их предварительного расшифрования. Это означает, что можно выполнять операции над шифротекстом и генерировать зашифрованные результаты, которые после расшифрования совпадают с результатами той же операции, выполненной над исходным открытым текстом.
Ключевые характеристики FHE
Гомоморфность: операции сложения и умножения над шифротекстом эквивалентны тем же операциям над открытым текстом.
Управление шумом: FHE шифрование добавляет шум к шифротексту для обеспечения безопасности, но после каждой операции шум увеличивается. Эффективное управление и минимизация шума имеют решающее значение для обеспечения точности вычислений.
Неограниченные операции: в отличие от других схем гомоморфного шифрования, которые поддерживают только одно действие или ограниченное количество операций, FHE поддерживает неограниченное количество сложения и умножения, что позволяет выполнять произвольные вычисления над зашифрованными данными.
Однако FHE также сталкивается с двумя основными проблемами:
Контроль шума: эквивалентность между открытым текстом и зашифрованным текстом включает добавление шума, а слишком большой шум может привести к сбоям в вычислениях.
Расходы на вычисления: Вычисления с зашифрованными данными дороже вычислений с открытыми данными в тысячи и миллионы раз.
Применение полностью гомоморфного шифрования в Блокчейне
FHE имеет потенциал стать ключевой технологией для решения проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности в Блокчейне. В настоящее время Блокчейн по умолчанию является прозрачным, но FHE может преобразовать его в частично зашифрованную форму, одновременно сохраняя контроль над смарт-контрактами.
Некоторые проекты разрабатывают виртуальную машину FHE, позволяющую программистам писать код смарт-контрактов для работы с примитивами FHE. Этот подход может решить текущие проблемы конфиденциальности Блокчейн, сделав возможными такие приложения, как шифрование платежей и онлайн-ставки, при этом сохраняя граф транзакций для удовлетворения требований регулирования.
FHE также может улучшить проблемы доступности определенных проектов конфиденциальности за счет поиска скрытых сообщений (OMR), позволяя клиентам кошелька синхронизировать данные без раскрытия содержимого доступа.
Связь FHE и доказательства нулевых знаний
FHE и нулевое доказательство (ZKP) являются взаимодополняющими технологиями, но имеют разные цели. ZKP позволяет проводить проверяемые вычисления и нулевые атрибуты, обеспечивая защиту конфиденциальности для частных состояний. В то время как FHE позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без раскрытия самих данных, что имеет решающее значение для платформ без разрешений.
Текущая ситуация и перспективы развития полностью гомоморфного шифрования
Развитие FHE отстает от ZKP на три-четыре года, но быстро догоняет. Первые проекты FHE уже начали тестирование, и ожидается, что основная сеть будет запущена позже в этом году. Хотя вычислительные затраты FHE все еще выше, чем у ZKP, его потенциал для масштабного применения огромен. Как только FHE войдет в производственную стадию и будет реализована масштабируемость, ожидается, что скорость его принятия будет сопоставима с ZK Rollups.
Вызовы и препятствия
Широкое применение полностью гомоморфного шифрования (FHE) сталкивается с такими вызовами, как вычислительная эффективность и управление ключами. Операции самозагрузки в FHE требуют много вычислительных ресурсов, но алгоритмическая оптимизация постоянно улучшается. Для определенных приложений, таких как машинное обучение, альтернативы без самозагрузки могут быть более эффективными.
Управление ключами также является большой проблемой. Некоторые проекты FHE требуют управления ключами по порогу, что связано с группами валидаторов, обладающими возможностью расшифровки. Этот метод все еще требует дальнейшего совершенствования для преодоления проблемы единой точки отказа.
Обзор рынка полностью гомоморфного шифрования
Несколько венчурных компаний в области шифрования активно инвестируют в сферу полностью гомоморфного шифрования (FHE). Некоторые проекты разрабатывают приложения на основе FHE, такие как онлайн-игры на деньги, коммерческие платежи и игры.
TFHE (пороговое полностью гомоморфное шифрование) сочетает FHE с многопартитными вычислениями и технологиями блокчейна, открывая новые сценарии применения. Дружественность разработчиков FHE позволяет использовать распространённые языки программирования для разработки, что повышает его практическую ценность.
Регуляторная среда
Регуляторная среда для технологий конфиденциальности, таких как FHE, варьируется в зависимости от региона. Несмотря на то, что конфиденциальность данных в целом поддерживается, финансовая конфиденциальность все еще находится в серой зоне. FHE имеет потенциал для улучшения защиты конфиденциальности данных, позволяя пользователям сохранять права собственности на данные и, возможно, извлекать из них выгоду, одновременно сохраняя социальные выгоды, такие как целевая реклама.
Заключение
Полностью гомоморфное шифрование находится в ключевой момент трансформации в области шифрования, предлагая новые решения для конфиденциальности и безопасности. С развитием технологий и увеличением внимания к капиталу, FHE обещает осуществить масштабное применение, решая такие ключевые проблемы, как масштабируемость Блокчейна и защита конфиденциальности. С созреванием технологий FHE откроет новые возможности для различных инновационных приложений в экосистеме шифрования.