Повністю гомоморфне шифрування: новий рубіж приватності та безпеки Блокчейну
Концепція технології повністю гомоморфного шифрування (FHE) сягає 70-х років XX століття, але протягом тривалого часу її реалізація була складною. Її основна ідея полягає в тому, щоб виконувати обчислення на зашифрованих даних без необхідності їх розшифровувати. На початку можна було виконувати лише прості арифметичні операції на зашифрованих даних, що називалося частковим гомоморфним шифруванням. У 2009 році один дослідник продемонстрував метод виконання довільних обчислень на зашифрованих даних, що стало значним проривом у галузі повністю гомоморфного шифрування.
FHE є передовою технологією шифрування, яка дозволяє безпосередньо виконувати обчислення над зашифрованими даними без попереднього розшифрування. Це означає, що можна виконувати операції над шифротекстом і генерувати зашифровані результати, при цьому розшифрований результат буде відповідати результату, отриманому при виконанні тих самих операцій над оригінальним відкритим текстом.
Ключові особливості FHE
Гомоморфність: додавання та множення зашифрованих даних є еквівалентними тим самим операціям з відкритими даними.
Управління шумом: Шифрування FHE додає шум до шифротексту для забезпечення безпеки, але після кожної операції шум зростає. Ефективне управління та мінімізація шуму є критично важливими для забезпечення точності обчислень.
Безмежні операції: на відміну від інших схем гомоморфного шифрування, які підтримують лише одну операцію або обмежену кількість операцій, FHE підтримує безмежну кількість додавання та множення, що дозволяє виконувати будь-які типи обчислень над зашифрованими даними.
Однак, FHE також стикається з двома великими викликами:
Контроль шуму: еквівалентність між відкритим текстом і шифротекстом включає додавання шуму, надмірний шум може призвести до невдачі обчислень.
Витрати на обчислення: Обчислення з шифрованими даними дорожче в тисячі або мільйони разів, ніж з відкритими даними.
FHE в Блокчейн
FHE має стати ключовою технологією для вирішення проблем масштабованості та захисту конфіденційності Блокчейн. Наразі Блокчейн за замовчуванням є прозорим, але FHE може перетворити його в частково зашифровану форму, зберігаючи при цьому контроль над смарт-контрактами.
Деякі проекти розробляють FHE віртуальну машину, яка дозволяє програмістам писати код смарт-контрактів для роботи з FHE примітивами. Цей підхід може вирішити поточні проблеми конфіденційності Блокчейн, зробивши можливими такі застосунки, як шифрування платежів, онлайн-гемблінг тощо, при цьому зберігаючи графік транзакцій для задоволення вимог регулювання.
FHE також може покращити проблеми з доступністю деяких проектів конфіденційності за допомогою пошуку приватних повідомлень (OMR), дозволяючи клієнтам гаманців синхронізувати дані без розкриття змісту доступу.
Взаємозв'язок між повністю гомоморфним шифруванням та нульовими доказами
FHE та нульові знання (ZKP) є взаємодоповнюючими технологіями, але їхнє використання різне. ZKP дозволяє перевіряємим обчисленням та властивостям нульових знань, забезпечуючи захист приватності для приватних станів. А FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без розкриття самих даних, що є вкрай важливим для платформ смарт-контрактів без дозволів.
Стан та перспективи розвитку повністю гомоморфного шифрування
Розвиток FHE приблизно відстає від ZKP на три-чотири роки, але швидко наздоганяє. Перші проекти FHE вже почали тестування, основна мережа, як очікується, буде запущена пізніше цього року. Незважаючи на те, що обчислювальні витрати FHE все ще вищі, ніж у ZKP, його потенціал для масового застосування величезний. Як тільки FHE вийде на стадію виробництва та досягне масштабованості, очікується, що його швидкість впровадження буде порівнянна з ZK Rollups.
Виклики та перешкоди
Широке застосування FHE стикається з викликами, такими як обчислювальна ефективність та управління ключами. Обчислення операцій самозавантаження в FHE є обчислювально інтенсивними, але алгоритми оптимізації постійно вдосконалюються. Для конкретних застосувань, таких як машинне навчання, альтернативні рішення без самозавантаження можуть бути більш ефективними.
Управління ключами також є великою проблемою. Деякі проекти FHE потребують управління ключами з порогом, що передбачає групу валідаторів, які мають можливість дешифрування. Цей підхід все ще потребує подальшого вдосконалення для подолання проблеми єдиної точки відмови.
Огляд ринку FHE
Багато криптоінвестиційних компаній активно інвестують у сферу FHE. Деякі проекти розробляють додатки на основі FHE, такі як онлайн-азартні ігри, комерційні платежі та ігри.
TFHE (порогове повністю гомоморфне шифрування) поєднує FHE з багатосторонніми обчисленнями та технологією блокчейн, відкриваючи нові сценарії застосування. Дружелюбність розробників FHE дозволяє використовувати звичайні мови програмування для розробки, що підвищує його практичність.
Регуляторне середовище
Регуляторне середовище для технологій конфіденційності, таких як FHE, варіюється залежно від регіону. Незважаючи на те, що конфіденційність даних загалом підтримується, фінансова конфіденційність залишається в сірій зоні. FHE має потенціал покращити захист конфіденційності даних, дозволяючи користувачам зберігати право власності на дані та, можливо, отримувати від цього вигоду, одночасно зберігаючи соціальні переваги, такі як таргетована реклама.
Висновок
Повністю гомоморфне шифрування перебуває на важливому етапі трансформації в сфері шифрування, пропонуючи нові рішення для приватності та безпеки. Завдяки прогресу технологій та зростанню уваги з боку капіталу, FHE має потенціал для масового впровадження, вирішуючи основні проблеми масштабованості Блокчейн та захисту приватності. З розвитком технології, FHE відкриє нові можливості для різноманітних інноваційних застосувань у шифрувальному екосистемі.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
повністю гомоморфне шифрування FHE: революційна технологія конфіденційності та безпеки Блокчейн
Повністю гомоморфне шифрування: новий рубіж приватності та безпеки Блокчейну
Концепція технології повністю гомоморфного шифрування (FHE) сягає 70-х років XX століття, але протягом тривалого часу її реалізація була складною. Її основна ідея полягає в тому, щоб виконувати обчислення на зашифрованих даних без необхідності їх розшифровувати. На початку можна було виконувати лише прості арифметичні операції на зашифрованих даних, що називалося частковим гомоморфним шифруванням. У 2009 році один дослідник продемонстрував метод виконання довільних обчислень на зашифрованих даних, що стало значним проривом у галузі повністю гомоморфного шифрування.
FHE є передовою технологією шифрування, яка дозволяє безпосередньо виконувати обчислення над зашифрованими даними без попереднього розшифрування. Це означає, що можна виконувати операції над шифротекстом і генерувати зашифровані результати, при цьому розшифрований результат буде відповідати результату, отриманому при виконанні тих самих операцій над оригінальним відкритим текстом.
Ключові особливості FHE
Гомоморфність: додавання та множення зашифрованих даних є еквівалентними тим самим операціям з відкритими даними.
Управління шумом: Шифрування FHE додає шум до шифротексту для забезпечення безпеки, але після кожної операції шум зростає. Ефективне управління та мінімізація шуму є критично важливими для забезпечення точності обчислень.
Безмежні операції: на відміну від інших схем гомоморфного шифрування, які підтримують лише одну операцію або обмежену кількість операцій, FHE підтримує безмежну кількість додавання та множення, що дозволяє виконувати будь-які типи обчислень над зашифрованими даними.
Однак, FHE також стикається з двома великими викликами:
Контроль шуму: еквівалентність між відкритим текстом і шифротекстом включає додавання шуму, надмірний шум може призвести до невдачі обчислень.
Витрати на обчислення: Обчислення з шифрованими даними дорожче в тисячі або мільйони разів, ніж з відкритими даними.
FHE в Блокчейн
FHE має стати ключовою технологією для вирішення проблем масштабованості та захисту конфіденційності Блокчейн. Наразі Блокчейн за замовчуванням є прозорим, але FHE може перетворити його в частково зашифровану форму, зберігаючи при цьому контроль над смарт-контрактами.
Деякі проекти розробляють FHE віртуальну машину, яка дозволяє програмістам писати код смарт-контрактів для роботи з FHE примітивами. Цей підхід може вирішити поточні проблеми конфіденційності Блокчейн, зробивши можливими такі застосунки, як шифрування платежів, онлайн-гемблінг тощо, при цьому зберігаючи графік транзакцій для задоволення вимог регулювання.
FHE також може покращити проблеми з доступністю деяких проектів конфіденційності за допомогою пошуку приватних повідомлень (OMR), дозволяючи клієнтам гаманців синхронізувати дані без розкриття змісту доступу.
Взаємозв'язок між повністю гомоморфним шифруванням та нульовими доказами
FHE та нульові знання (ZKP) є взаємодоповнюючими технологіями, але їхнє використання різне. ZKP дозволяє перевіряємим обчисленням та властивостям нульових знань, забезпечуючи захист приватності для приватних станів. А FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без розкриття самих даних, що є вкрай важливим для платформ смарт-контрактів без дозволів.
Стан та перспективи розвитку повністю гомоморфного шифрування
Розвиток FHE приблизно відстає від ZKP на три-чотири роки, але швидко наздоганяє. Перші проекти FHE вже почали тестування, основна мережа, як очікується, буде запущена пізніше цього року. Незважаючи на те, що обчислювальні витрати FHE все ще вищі, ніж у ZKP, його потенціал для масового застосування величезний. Як тільки FHE вийде на стадію виробництва та досягне масштабованості, очікується, що його швидкість впровадження буде порівнянна з ZK Rollups.
Виклики та перешкоди
Широке застосування FHE стикається з викликами, такими як обчислювальна ефективність та управління ключами. Обчислення операцій самозавантаження в FHE є обчислювально інтенсивними, але алгоритми оптимізації постійно вдосконалюються. Для конкретних застосувань, таких як машинне навчання, альтернативні рішення без самозавантаження можуть бути більш ефективними.
Управління ключами також є великою проблемою. Деякі проекти FHE потребують управління ключами з порогом, що передбачає групу валідаторів, які мають можливість дешифрування. Цей підхід все ще потребує подальшого вдосконалення для подолання проблеми єдиної точки відмови.
Огляд ринку FHE
Багато криптоінвестиційних компаній активно інвестують у сферу FHE. Деякі проекти розробляють додатки на основі FHE, такі як онлайн-азартні ігри, комерційні платежі та ігри.
TFHE (порогове повністю гомоморфне шифрування) поєднує FHE з багатосторонніми обчисленнями та технологією блокчейн, відкриваючи нові сценарії застосування. Дружелюбність розробників FHE дозволяє використовувати звичайні мови програмування для розробки, що підвищує його практичність.
Регуляторне середовище
Регуляторне середовище для технологій конфіденційності, таких як FHE, варіюється залежно від регіону. Незважаючи на те, що конфіденційність даних загалом підтримується, фінансова конфіденційність залишається в сірій зоні. FHE має потенціал покращити захист конфіденційності даних, дозволяючи користувачам зберігати право власності на дані та, можливо, отримувати від цього вигоду, одночасно зберігаючи соціальні переваги, такі як таргетована реклама.
Висновок
Повністю гомоморфне шифрування перебуває на важливому етапі трансформації в сфері шифрування, пропонуючи нові рішення для приватності та безпеки. Завдяки прогресу технологій та зростанню уваги з боку капіталу, FHE має потенціал для масового впровадження, вирішуючи основні проблеми масштабованості Блокчейн та захисту приватності. З розвитком технології, FHE відкриє нові можливості для різноманітних інноваційних застосувань у шифрувальному екосистемі.