FHE: Gizli Hesaplamanın Gelecek Yolu

Tam homomorfik şifreleme (FHE), şifreli veriler üzerinde doğrudan hesaplama yapılmasına izin veren ileri düzey bir şifreleme teknolojisidir. Bu, hassas bilgileri korurken işlem yapmayı mümkün kılar. FHE, finans, sağlık, bulut bilişim gibi birçok alanda potansiyel uygulamalara sahiptir, ancak şu anda büyük hesaplama maliyetleriyle ilgili zorluklarla karşı karşıyadır.

FHE'nin Temel İlkeleri

FHE'nin temel fikri, orijinal verileri gizlemek için çok terimli polinomlar kullanmaktır. Örneğin, şifreli sayı 2 şöyle olabilir:

1. Bir anahtar polinomu seçin s(x)
2. Rastgele bir çok terimli oluştur a(x)
3. Küçük bir "gürültü" polinomunu ekleyin e(x)
4. Şifreleme sonucu: c(x) = 2 + a(x)*s(x) + e(x)

Şifreyi çözerken, sadece anahtar s(x) bilmek yeterlidir, c(x)'den orijinal veri 2'yi geri alabilirsiniz.

FHE'nin karşılaştığı ana zorluk gürültü artışıdır. Her hesaplama gürültüyü artırır ve nihayetinde doğru bir şekilde şifreyi çözmeyi imkansız hale getirebilir. Bunun için araştırmacılar birkaç teknik önermiştir:

• Anahtar geçişi: Sıkıştırılmış şifreli boyut
• Mod geçişi: Gürültüyü azaltma
• Kendini başlatma: Gürültüyü başlangıç seviyesine sıfırlama

Mevcut ana akım FHE çözümleri, kendi kendine önyükleme teknolojisini kullanmaktadır, ancak hesaplama maliyetleri hala oldukça yüksektir.

FHE'nin Karşılaştığı Sorunlar

Normal hesaplamalara kıyasla, FHE hesaplamalarının maliyeti birkaç mertebe daha yüksektir. Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA)'nın tahminlerine göre, FHE hesaplama hızı normal hesaplamalardan yaklaşık 1 milyon kat daha yavaştır.

FHE'yi hızlandırmak için DARPA, aşağıdaki birkaç alanda DPRIVE programını başlattı:

1. İşlemci kelime boyutunu artır
2. Özel ASIC işlemcileri geliştirmek
3. MIMD paralel mimarisi oluşturma

Ancak planın ilerlemesi yavaş, beklenen hedefe hala bir mesafe var.

FHE'nin blok zincirindeki uygulamaları

Blok zinciri alanında, FHE esas olarak veri gizliliğini korumak için kullanılır, bunlar arasında:

• Zincir üstü gizli işlemler
• AI eğitim verileri gizliliği koruma
• Zincir Üzerinde Oy Verme Gizliliği
• MEV koruma

Ancak FHE, verimlilik ve hesaplama kaynakları gereksinimleri açısından zorluklarla da karşı karşıyadır.

Ana Projeler

Şu anda FHE alanındaki başlıca projeler şunlardır:

• Zama: TFHE planına dayalı, tam bir geliştirme araç zinciri sunar
• Fhenix: Gizliliği öncelikli Layer 2 ağı inşa etmek
• Privasea:LLM verisi gizliliğine odaklanıyor
• Inco Network: FHE Layer 1 ağı inşa etmek
• Arcium: FHE, MPC ve ZK gibi teknolojileri birleştirir
• Zihin Ağı: Restaking ve FHE alt ağ mimarisini birleştirir.
• Octra: FHE'yi gerçekleştirmek için benzersiz hypergraphs teknolojisini kullanır

Gelecek Vizyonu

FHE teknolojisi hala erken aşamada ve birçok zorlukla karşı karşıya:

1. Düşük verimlilik, büyük hesaplama maliyeti
2. Proje uygulama zorluğu yüksek
3. Ticaret potansiyeli belirsiz.
4. Sermaye yatırımı eksikliği

Ancak özel çiplerin geliştirilmesi ve daha fazla fonun akmasıyla birlikte, FHE'nin savunma, finans, sağlık gibi alanlarda devrim yaratması ve gizli verilerin potansiyelini serbest bırakması bekleniyor. Gelecekte FHE'nin gelişimi heyecan verici.