Chiffrement homomorphe complet : une percée révolutionnaire dans la protection de la vie privée et le calcul

Le chiffrement homomorphe complet ( FHE ) est une technologie de chiffrement avancée qui permet d'effectuer des calculs sur des données chiffrées sans avoir besoin de les déchiffrer au préalable. Ce concept a été proposé pour la première fois dans les années 1970, mais ce n'est qu'en 2009, grâce aux travaux révolutionnaires de Craig Gentry, qu'il a été réalisé. La caractéristique essentielle du FHE est l'homomorphisme, c'est-à-dire que les opérations sur le texte chiffré sont équivalentes aux opérations correspondantes sur le texte en clair.

Le FHE prend en charge un nombre illimité d'opérations d'addition et de multiplication, ce qui en fait un outil puissant pour la protection de la vie privée. Cependant, le FHE fait également face à des défis tels que l'efficacité computationnelle et la gestion du bruit. Comparé à certains chiffrement homomorphique (PHE) et à un certain chiffrement homomorphique (SHE), le FHE est fonctionnellement plus complet, mais le coût computationnel est également plus élevé.

Dans le domaine de la blockchain, le chiffrement homomorphe complet (FHE) est prometteur pour devenir une technologie clé pour résoudre les problèmes d'évolutivité et de protection de la vie privée. Il peut transformer une blockchain transparente en une forme partiellement chiffrée, tout en conservant la capacité de contrôle des contrats intelligents. Certains projets développent une machine virtuelle FHE, permettant aux programmeurs d'écrire du code utilisant Solidity pour manipuler des primitives FHE. Cette approche peut permettre des applications telles que des paiements chiffrés, des jeux protégés par la vie privée, tout en conservant la graphie des transactions pour répondre aux exigences réglementaires.

Le chiffrement homomorphe complet (FHE) peut également améliorer l'utilisabilité des projets de confidentialité en récupérant des messages privés (OMR), en résolvant des problèmes tels que le long temps de récupération des informations de solde et les délais de synchronisation. Bien que le FHE ne puisse pas directement résoudre les problèmes de scalabilité de la blockchain, sa combinaison avec les preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP) pourrait apporter de nouvelles solutions pour la scalabilité.

Le FHE et le ZKP sont des technologies complémentaires, servant chacune des objectifs différents. Le ZKP fournit des calculs vérifiables et des propriétés de connaissance nulle, tandis que le FHE permet de calculer sur des données chiffrées sans révéler les données elles-mêmes. Combiner les deux, bien que cela augmente la complexité des calculs, peut être nécessaire dans certains cas d'utilisation.

Actuellement, le développement du chiffrement homomorphe complet (FHE) accuse un retard d'environ trois à quatre ans par rapport aux protocoles de preuve à connaissance nulle (ZKP), mais il rattrape rapidement son retard. Les premiers projets de FHE ont commencé à être testés et un lancement sur le réseau principal est prévu plus tard cette année. Bien que les coûts de calcul du FHE restent supérieurs à ceux du ZKP, son potentiel d'application à grande échelle commence à se manifester.

Les principaux défis auxquels est confronté le FHE incluent l'efficacité de calcul et la gestion des clés. La consommation de calcul des opérations de démarrage est améliorée grâce à des améliorations algorithmiques et à des optimisations techniques. Pour des cas d'utilisation spécifiques comme l'apprentissage automatique, il peut exister des alternatives plus efficaces qui n'utilisent pas d'opérations de démarrage. En ce qui concerne la gestion des clés, certains projets adoptent des méthodes de gestion des clés à seuil, mais un développement supplémentaire est nécessaire pour surmonter les problèmes de point de défaillance unique.

Le marché du chiffrement homomorphe complet attire de plus en plus d'investissements. Plusieurs projets développent des solutions basées sur le chiffrement homomorphe complet, tels qu'Arcium, Cysic, Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network et Inco. Ces projets couvrent un large éventail de domaines d'application, allant de l'accélération matérielle à la blockchain axée sur la protection de la vie privée.

L'attitude des réglementations envers les technologies de confidentialité telles que le FHE varie selon les régions. Bien que la protection des données soit généralement soutenue, la confidentialité financière demeure une zone grise. Le FHE a le potentiel d'améliorer la confidentialité des données, permettant aux utilisateurs de conserver la propriété des données et potentiellement d'en tirer profit, tout en préservant des bénéfices sociaux tels que la publicité ciblée.

En regardant vers l'avenir, la théorie, les logiciels, le matériel et les algorithmes du chiffrement homomorphe complet devraient continuer à s'améliorer, les rendant de plus en plus pratiques. Le chiffrement homomorphe complet passe de la recherche théorique à la phase d'application pratique, et devrait connaître des progrès significatifs dans les trois à cinq prochaines années.

Avec la maturation de la technologie et l'intérêt continu des capitaux-risque, le chiffrement homomorphe complet devrait jouer un rôle clé dans l'évolutivité de la blockchain et la protection de la vie privée, favorisant le développement d'applications innovantes dans l'écosystème du chiffrement.