Повністю гомоморфне шифрування: нова глава приватних обчислень

Концепція повністю гомоморфного шифрування (FHE) виникла в 70-х роках XX століття, але лише в 2009 році вона досягла проривного прогресу. Крейг Джентрі продемонстрував можливість виконання довільних обчислень на зашифрованих даних, що сприяло розвитку FHE.

FHE є передовою технологією шифрування, яка дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без їх розшифровки. Це означає, що можна виконувати операції над шифрованими даними та отримувати зашифровані результати, які після розшифровки збігаються з результатами, отриманими при виконанні тих самих операцій над відкритими даними.

Ключові характеристики повністю гомоморфного шифрування

1. Гомоморфність: операції додавання та множення над шифрованими даними відповідають відповідним операціям над відкритими даними.

2. Управління шумом: У процесі шифрування FHE додається шум для забезпечення безпеки, але з збільшенням кількості операцій шум також накопичується. Ефективне управління шумом є вкрай важливим для підтримки точності обчислень.

3. Безмежні операції: на відміну від інших схем гомоморфного шифрування, FHE підтримує безмежну кількість операцій додавання та множення.

Основна перевага FHE полягає в можливості виконання будь-яких складних обчислень при захисті конфіденційності даних.

Застосування повністю гомоморфного шифрування в блокчейні

FHE має потенціал стати ключовою технологією для масштабованості та захисту конфіденційності в блокчейні. Він може перетворити прозорий блокчейн в частково зашифровану форму, зберігаючи при цьому контроль за смарт-контрактами. Ця технологія може реалізувати зашифровані платежі, ігри з конфіденційністю та інші додатки, одночасно зберігаючи транзакційні графіки для задоволення вимог регулювання.

FHE також може покращити користувацький досвід у проєктах з конфіденційності за допомогою пошуку приватних повідомлень (OMR), дозволяючи клієнтам гаманців синхронізувати дані без розкриття змісту доступу.

Взаємозв'язок між повністю гомоморфним шифруванням та нульовими знаннями

FHE та нульові докази (ZKP) є взаємодоповнюючими технологіями. ZKP надає верифіковані обчислення та нульові знання, тоді як FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без їх розкриття. Поєднання обох може значно збільшити складність обчислень, тому розглядатиметься лише у випадках, коли це необхідно.

Стан розвитку повністю гомоморфного шифрування та перспективи на майбутнє

Швидкість розвитку повністю гомоморфного шифрування (FHE) зростає, і очікується, що в найближчі роки воно буде широко впроваджено. Проекти першого покоління FHE вже почали тестування, а основна мережа має бути запущена пізніше цього року. Незважаючи на те, що обчислювальні витрати FHE все ще вищі, ніж у ZKP, його потенціал для застосування є величезним.

Виклики та перешкоди

Основні виклики, з якими стикається FHE, включають обчислювальну ефективність і управління ключами. Операції самозавантаження є обчислювально інтенсивними, але алгоритми оптимізації постійно покращуються. Управління ключами також потребує подальшого розвитку, щоб подолати проблему єдиної точки відмови.

Стан ринку повністю гомоморфного шифрування

Компанії венчурного капіталу в сфері шифрування активно інвестують в область FHE. Порогове FHE (TFHE) поєднує в собі FHE, багатосторонні обчислення та технології блокчейн, відкриваючи нові сценарії застосування. Дружелюбність розробників FHE робить його як практичним, так і життєздатним у розробці додатків.

Регуляторне середовище

FHE стикається з різними нормативно-правовими середовищами в різних регіонах. Хоча конфіденційність даних загалом підтримується, фінансова конфіденційність залишається складною сферою. FHE має потенціал посилити захист конфіденційності даних, зберігаючи при цьому соціальну вигоду.

Висновок

Повністю гомоморфне шифрування перебуває на ключовому етапі трансформації у сфері шифрування. Завдяки постійному прогресу технологій та увазі капіталу, FHE має перспективи для широкого застосування в найближчі кілька років, забезпечуючи інноваційні рішення для масштабованості блокчейну та захисту конфіденційності, сприяючи подальшому розвитку екосистеми шифрування.