encriptación completamente homomórfica: revolución en la protección de la privacidad y el cómputo

La encriptación completamente homomórfica ( FHE ) es una tecnología de encriptación avanzada que permite realizar cálculos sobre datos encriptados sin necesidad de desencriptarlos primero. Este concepto se propuso por primera vez en la década de 1970, pero no fue hasta el trabajo innovador de Craig Gentry en 2009 que se logró. La característica central de la FHE es la homomorfía, es decir, que las operaciones sobre el texto encriptado son equivalentes a las operaciones correspondientes sobre el texto en claro.

La FHE admite un número ilimitado de operaciones de suma y multiplicación, lo que la convierte en una herramienta poderosa para la protección de la privacidad. Sin embargo, la FHE también enfrenta desafíos en cuanto a la eficiencia computacional y la gestión del ruido. En comparación con parte de la encriptación homomórfica (PHE) y cierto tipo de encriptación homomórfica (SHE), la FHE es funcionalmente más completa, pero también tiene un mayor costo computacional.

En el ámbito de la blockchain, se espera que el FHE se convierta en la tecnología clave para resolver los problemas de escalabilidad y protección de la privacidad. Puede transformar una blockchain transparente en una forma parcialmente encriptada, al mismo tiempo que mantiene la capacidad de control de los contratos inteligentes. Algunos proyectos están desarrollando máquinas virtuales FHE, que permiten a los programadores escribir código que opera con los primitivos FHE utilizando Solidity. Este enfoque puede permitir aplicaciones como pagos encriptados, juegos que protegen la privacidad, entre otros, mientras se preserva el gráfico de transacciones para cumplir con los requisitos regulatorios.

FHE también puede mejorar la disponibilidad de proyectos de privacidad a través de la recuperación de mensajes privados (OMR), abordando problemas como el largo tiempo de recuperación de información de saldo y los retrasos de sincronización. Aunque FHE por sí mismo no puede resolver directamente los problemas de escalabilidad de la blockchain, combinarlo con pruebas de conocimiento cero (ZKP) podría aportar nuevas soluciones a la escalabilidad.

FHE y ZKP son tecnologías complementarias, cada una sirviendo a diferentes propósitos. ZKP proporciona cálculos verificables y propiedades de conocimiento cero, mientras que FHE permite realizar cálculos sobre datos encriptados sin exponer los datos en sí. Combinar ambas, aunque aumentará la complejidad computacional, puede ser necesario en casos de uso específicos.

Actualmente, el desarrollo de FHE está aproximadamente tres a cuatro años detrás de ZKP, pero está alcanzando rápidamente. Los primeros proyectos de FHE han comenzado las pruebas y se espera que lancen la red principal más adelante este año. Aunque el costo computacional de FHE sigue siendo más alto que el de ZKP, su potencial para aplicaciones a gran escala está comenzando a hacerse evidente.

Los principales desafíos que enfrenta la FHE incluyen la eficiencia computacional y la gestión de claves. La intensidad computacional de las operaciones de arranque se está mejorando mediante mejoras algorítmicas y optimización de ingeniería. Para casos de uso específicos como el aprendizaje automático, pueden existir alternativas más eficientes que no utilizan operaciones de arranque. En cuanto a la gestión de claves, algunos proyectos adoptan métodos de gestión de claves umbral, pero aún necesitan desarrollarse más para superar el problema de punto único de falla.

El mercado de FHE está atrayendo cada vez más inversiones. Varios proyectos están desarrollando soluciones basadas en FHE, como Arcium, Cysic, Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network e Inco. Estos proyectos abarcan una amplia gama de campos de aplicación, desde la aceleración de hardware hasta blockchain de protección de la privacidad.

La actitud del entorno regulatorio hacia tecnologías de privacidad como el FHE varía en diferentes regiones. Aunque la privacidad de los datos cuenta con un apoyo generalizado, la privacidad financiera sigue siendo una zona gris. El FHE tiene el potencial de mejorar la privacidad de los datos, permitiendo a los usuarios mantener la propiedad de sus datos y posiblemente beneficiarse de ellos, al mismo tiempo que se preservan beneficios sociales como la publicidad dirigida.

De cara al futuro, se espera que la teoría, el software, el hardware y los algoritmos de la encriptación completamente homomórfica (FHE) continúen mejorando, haciéndola cada vez más práctica. La encriptación completamente homomórfica está pasando de la investigación teórica a la fase de aplicaciones prácticas, y se prevé que logre avances significativos en los próximos tres a cinco años.

Con el maduración de la tecnología y la continua atención del capital de riesgo, se espera que la encriptación completamente homomórfica juegue un papel clave en la escalabilidad y protección de la privacidad en blockchain, impulsando el desarrollo de diversas aplicaciones innovadoras en el ecosistema de encriptación.