mã hóa đồng cấu hoàn toàn：Blockchain quyền riêng tư và an ninh mới
Khái niệm về công nghệ mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) có thể được truy nguyên đến những năm 1970, nhưng từ lâu đã khó thực hiện. Ý tưởng cốt lõi là thực hiện tính toán trên dữ liệu được mã hóa mà không cần giải mã. Ban đầu chỉ có thể thực hiện các phép toán cộng, trừ, nhân, chia đơn giản trên dữ liệu được mã hóa, được gọi là mã hóa đồng cấu một phần. Năm 2009, một nhà nghiên cứu đã trình bày phương pháp thực hiện tính toán tùy ý trên dữ liệu được mã hóa, đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong mã hóa đồng cấu hoàn toàn.
FHE là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trực tiếp trên dữ liệu được mã hóa mà không cần giải mã trước. Điều này có nghĩa là có thể thực hiện các thao tác trên văn bản mã hóa và tạo ra kết quả được mã hóa, kết quả sau khi giải mã sẽ nhất quán với kết quả của cùng một thao tác trên văn bản gốc.
Các đặc điểm chính của FHE
Tính đồng cấu: Phép cộng và phép nhân trên văn bản mã hóa tương đương với việc thực hiện các phép toán tương tự trên văn bản rõ.
Quản lý tiếng ồn: Mã hóa FHE sẽ thêm tiếng ồn vào văn bản mã hóa để đảm bảo an ninh, nhưng tiếng ồn sẽ tăng lên sau mỗi phép toán. Quản lý và tối thiểu hóa tiếng ồn một cách hiệu quả là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của phép tính.
Hoạt động vô hạn: Khác với các giải pháp mã hóa đồng cấu khác chỉ hỗ trợ phép toán đơn lẻ hoặc số lần phép toán có hạn, FHE hỗ trợ phép cộng và phép nhân vô hạn, cho phép thực hiện bất kỳ loại tính toán nào trên dữ liệu đã mã hóa.
Tuy nhiên, FHE cũng đối mặt với hai thách thức:
Kiểm soát tiếng ồn: Sự tương đương giữa văn bản rõ và văn bản mã hóa liên quan đến việc thêm tiếng ồn, tiếng ồn quá lớn có thể dẫn đến thất bại trong tính toán.
Chi phí tính toán: Tính toán trên văn bản mã hóa đắt hơn tính toán trên văn bản rõ từ hàng nghìn đến hàng triệu lần.
FHE trong việc áp dụng Blockchain
FHE có khả năng trở thành công nghệ then chốt giải quyết tính khả thi mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư trong Blockchain. Hiện tại, Blockchain mặc định là minh bạch, nhưng FHE có thể chuyển đổi nó thành hình thức mã hóa một phần, đồng thời vẫn giữ được sự kiểm soát của hợp đồng thông minh.
Một số dự án đang phát triển máy ảo FHE, cho phép lập trình viên viết mã hợp đồng thông minh để thao tác các nguyên lý FHE. Phương pháp này có thể giải quyết vấn đề quyền riêng tư hiện tại của blockchain, làm cho các ứng dụng như thanh toán mã hóa, cá cược trực tuyến trở nên khả thi, đồng thời giữ lại đồ thị giao dịch để đáp ứng nhu cầu quản lý.
FHE còn có thể cải thiện các vấn đề về khả năng sử dụng của một số dự án riêng tư thông qua việc truy xuất tin nhắn riêng tư (OMR), cho phép khách hàng ví đồng bộ hóa dữ liệu mà không tiết lộ nội dung truy cập.
Mối quan hệ giữa FHE và chứng minh không biết
FHE và chứng minh không biết (ZKP) là những công nghệ bổ sung cho nhau, nhưng có mục đích khác nhau. ZKP cho phép tính toán có thể xác minh và thuộc tính không biết, cung cấp bảo vệ quyền riêng tư cho trạng thái riêng tư. Trong khi đó, FHE cho phép tính toán trên dữ liệu đã mã hóa mà không tiết lộ chính dữ liệu đó, điều này rất quan trọng đối với nền tảng hợp đồng thông minh không cần giấy phép.
Tình trạng phát triển và triển vọng của FHE
Sự phát triển của FHE chậm hơn khoảng ba đến bốn năm so với ZKP, nhưng đang nhanh chóng đuổi kịp. Các dự án FHE đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm, mạng chính dự kiến sẽ ra mắt vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán của FHE vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng ứng dụng quy mô của nó rất lớn. Một khi FHE bước vào giai đoạn sản xuất và đạt được quy mô, tốc độ áp dụng của nó dự kiến sẽ tương đương với ZK Rollups.
Thách thức và rào cản
Việc áp dụng rộng rãi mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) đang phải đối mặt với những thách thức về hiệu quả tính toán và quản lý khóa. Các phép toán tự khởi động trong FHE tính toán rất nặng nề, nhưng các tối ưu hóa thuật toán đang được cải thiện liên tục. Đối với các ứng dụng cụ thể như học máy, không sử dụng các giải pháp thay thế cho phép tự khởi động có thể hiệu quả hơn.
Quản lý khóa cũng là một thách thức lớn. Một số dự án FHE yêu cầu quản lý khóa ngưỡng, liên quan đến một nhóm xác thực có khả năng giải mã. Phương pháp này vẫn cần được cải thiện thêm để khắc phục vấn đề điểm lỗi đơn.
Tổng quan thị trường FHE
Nhiều công ty đầu tư mạo hiểm trong lĩnh vực mã hóa đang tích cực đầu tư vào lĩnh vực FHE. Một số dự án đang phát triển các ứng dụng dựa trên FHE, như cá cược trực tuyến, thanh toán thương mại và trò chơi.
Mã hóa đồng cấu ngưỡng (TFHE) kết hợp mã hóa đồng cấu với tính toán nhiều bên và công nghệ Blockchain, mở ra các kịch bản ứng dụng mới. Tính thân thiện với nhà phát triển của mã hóa đồng cấu cho phép phát triển bằng các ngôn ngữ lập trình phổ biến, nâng cao tính thực tiễn.
Môi trường quy định
Môi trường quản lý các công nghệ bảo mật như FHE khác nhau tùy theo khu vực. Mặc dù quyền riêng tư dữ liệu được hỗ trợ một cách chung, quyền riêng tư tài chính vẫn nằm trong vùng xám. FHE có tiềm năng tăng cường bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu, cho phép người dùng giữ quyền sở hữu dữ liệu và có thể thu lợi từ đó, đồng thời duy trì các lợi ích xã hội như quảng cáo định hướng.
Kết luận
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn đang ở thời điểm quan trọng trong lĩnh vực mã hóa, mang đến giải pháp mới cho quyền riêng tư và an ninh. Với sự tiến bộ của công nghệ và sự chú ý của vốn đầu tư, FHE có hy vọng đạt được ứng dụng quy mô lớn, giải quyết các vấn đề cốt lõi như khả năng mở rộng Blockchain và bảo vệ quyền riêng tư. Khi công nghệ trưởng thành, FHE sẽ mở ra những khả năng mới cho các ứng dụng đổi mới trong hệ sinh thái mã hóa.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn FHE: Công nghệ cách mạng về quyền riêng tư và an ninh trong Blockchain
mã hóa đồng cấu hoàn toàn：Blockchain quyền riêng tư và an ninh mới
Khái niệm về công nghệ mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) có thể được truy nguyên đến những năm 1970, nhưng từ lâu đã khó thực hiện. Ý tưởng cốt lõi là thực hiện tính toán trên dữ liệu được mã hóa mà không cần giải mã. Ban đầu chỉ có thể thực hiện các phép toán cộng, trừ, nhân, chia đơn giản trên dữ liệu được mã hóa, được gọi là mã hóa đồng cấu một phần. Năm 2009, một nhà nghiên cứu đã trình bày phương pháp thực hiện tính toán tùy ý trên dữ liệu được mã hóa, đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong mã hóa đồng cấu hoàn toàn.
FHE là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trực tiếp trên dữ liệu được mã hóa mà không cần giải mã trước. Điều này có nghĩa là có thể thực hiện các thao tác trên văn bản mã hóa và tạo ra kết quả được mã hóa, kết quả sau khi giải mã sẽ nhất quán với kết quả của cùng một thao tác trên văn bản gốc.
Các đặc điểm chính của FHE
Tính đồng cấu: Phép cộng và phép nhân trên văn bản mã hóa tương đương với việc thực hiện các phép toán tương tự trên văn bản rõ.
Quản lý tiếng ồn: Mã hóa FHE sẽ thêm tiếng ồn vào văn bản mã hóa để đảm bảo an ninh, nhưng tiếng ồn sẽ tăng lên sau mỗi phép toán. Quản lý và tối thiểu hóa tiếng ồn một cách hiệu quả là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của phép tính.
Hoạt động vô hạn: Khác với các giải pháp mã hóa đồng cấu khác chỉ hỗ trợ phép toán đơn lẻ hoặc số lần phép toán có hạn, FHE hỗ trợ phép cộng và phép nhân vô hạn, cho phép thực hiện bất kỳ loại tính toán nào trên dữ liệu đã mã hóa.
Tuy nhiên, FHE cũng đối mặt với hai thách thức:
Kiểm soát tiếng ồn: Sự tương đương giữa văn bản rõ và văn bản mã hóa liên quan đến việc thêm tiếng ồn, tiếng ồn quá lớn có thể dẫn đến thất bại trong tính toán.
Chi phí tính toán: Tính toán trên văn bản mã hóa đắt hơn tính toán trên văn bản rõ từ hàng nghìn đến hàng triệu lần.
FHE trong việc áp dụng Blockchain
FHE có khả năng trở thành công nghệ then chốt giải quyết tính khả thi mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư trong Blockchain. Hiện tại, Blockchain mặc định là minh bạch, nhưng FHE có thể chuyển đổi nó thành hình thức mã hóa một phần, đồng thời vẫn giữ được sự kiểm soát của hợp đồng thông minh.
Một số dự án đang phát triển máy ảo FHE, cho phép lập trình viên viết mã hợp đồng thông minh để thao tác các nguyên lý FHE. Phương pháp này có thể giải quyết vấn đề quyền riêng tư hiện tại của blockchain, làm cho các ứng dụng như thanh toán mã hóa, cá cược trực tuyến trở nên khả thi, đồng thời giữ lại đồ thị giao dịch để đáp ứng nhu cầu quản lý.
FHE còn có thể cải thiện các vấn đề về khả năng sử dụng của một số dự án riêng tư thông qua việc truy xuất tin nhắn riêng tư (OMR), cho phép khách hàng ví đồng bộ hóa dữ liệu mà không tiết lộ nội dung truy cập.
Mối quan hệ giữa FHE và chứng minh không biết
FHE và chứng minh không biết (ZKP) là những công nghệ bổ sung cho nhau, nhưng có mục đích khác nhau. ZKP cho phép tính toán có thể xác minh và thuộc tính không biết, cung cấp bảo vệ quyền riêng tư cho trạng thái riêng tư. Trong khi đó, FHE cho phép tính toán trên dữ liệu đã mã hóa mà không tiết lộ chính dữ liệu đó, điều này rất quan trọng đối với nền tảng hợp đồng thông minh không cần giấy phép.
Tình trạng phát triển và triển vọng của FHE
Sự phát triển của FHE chậm hơn khoảng ba đến bốn năm so với ZKP, nhưng đang nhanh chóng đuổi kịp. Các dự án FHE đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm, mạng chính dự kiến sẽ ra mắt vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán của FHE vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng ứng dụng quy mô của nó rất lớn. Một khi FHE bước vào giai đoạn sản xuất và đạt được quy mô, tốc độ áp dụng của nó dự kiến sẽ tương đương với ZK Rollups.
Thách thức và rào cản
Việc áp dụng rộng rãi mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) đang phải đối mặt với những thách thức về hiệu quả tính toán và quản lý khóa. Các phép toán tự khởi động trong FHE tính toán rất nặng nề, nhưng các tối ưu hóa thuật toán đang được cải thiện liên tục. Đối với các ứng dụng cụ thể như học máy, không sử dụng các giải pháp thay thế cho phép tự khởi động có thể hiệu quả hơn.
Quản lý khóa cũng là một thách thức lớn. Một số dự án FHE yêu cầu quản lý khóa ngưỡng, liên quan đến một nhóm xác thực có khả năng giải mã. Phương pháp này vẫn cần được cải thiện thêm để khắc phục vấn đề điểm lỗi đơn.
Tổng quan thị trường FHE
Nhiều công ty đầu tư mạo hiểm trong lĩnh vực mã hóa đang tích cực đầu tư vào lĩnh vực FHE. Một số dự án đang phát triển các ứng dụng dựa trên FHE, như cá cược trực tuyến, thanh toán thương mại và trò chơi.
Mã hóa đồng cấu ngưỡng (TFHE) kết hợp mã hóa đồng cấu với tính toán nhiều bên và công nghệ Blockchain, mở ra các kịch bản ứng dụng mới. Tính thân thiện với nhà phát triển của mã hóa đồng cấu cho phép phát triển bằng các ngôn ngữ lập trình phổ biến, nâng cao tính thực tiễn.
Môi trường quy định
Môi trường quản lý các công nghệ bảo mật như FHE khác nhau tùy theo khu vực. Mặc dù quyền riêng tư dữ liệu được hỗ trợ một cách chung, quyền riêng tư tài chính vẫn nằm trong vùng xám. FHE có tiềm năng tăng cường bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu, cho phép người dùng giữ quyền sở hữu dữ liệu và có thể thu lợi từ đó, đồng thời duy trì các lợi ích xã hội như quảng cáo định hướng.
Kết luận
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn đang ở thời điểm quan trọng trong lĩnh vực mã hóa, mang đến giải pháp mới cho quyền riêng tư và an ninh. Với sự tiến bộ của công nghệ và sự chú ý của vốn đầu tư, FHE có hy vọng đạt được ứng dụng quy mô lớn, giải quyết các vấn đề cốt lõi như khả năng mở rộng Blockchain và bảo vệ quyền riêng tư. Khi công nghệ trưởng thành, FHE sẽ mở ra những khả năng mới cho các ứng dụng đổi mới trong hệ sinh thái mã hóa.