encriptação totalmente homomórfica: uma revolução na proteção da privacidade e no cálculo

A encriptação totalmente homomórfica(FHE) é uma tecnologia de encriptação avançada que permite realizar cálculos em dados encriptados sem a necessidade de os descifrar primeiro. Este conceito foi proposto pela primeira vez na década de 1970, mas só se tornou viável em 2009 com o trabalho inovador de Craig Gentry. A característica central do FHE é a homomorfia, ou seja, a operação sobre o texto cifrado é equivalente à operação correspondente sobre o texto claro.

A FHE suporta um número infinito de operações de adição e multiplicação, tornando-se uma poderosa ferramenta de proteção de privacidade. No entanto, a FHE também enfrenta desafios em termos de eficiência computacional e gestão de ruído. Comparada a algumas encriptações homomórficas (PHE) e a certos tipos de encriptações homomórficas (SHE), a FHE é funcionalmente mais abrangente, mas o custo computacional é também maior.

No campo da blockchain, espera-se que a Criptografia homomórfica (FHE) se torne uma tecnologia chave para resolver problemas de escalabilidade e proteção da privacidade. Ela pode transformar blockchains transparentes em uma forma parcialmente encriptada, mantendo ao mesmo tempo a capacidade de controle dos contratos inteligentes. Alguns projetos estão desenvolvendo máquinas virtuais FHE, permitindo que programadores escrevam código que opera sobre primitivos FHE usando Solidity. Esta abordagem pode permitir aplicações como pagamentos encriptados, jogos de proteção da privacidade, enquanto mantém o gráfico de transações para atender aos requisitos regulatórios.

A Criptografia homomórfica (FHE) também pode melhorar a usabilidade de projetos de privacidade através da recuperação de mensagens privadas (OMR), resolvendo problemas como o longo tempo de recuperação de informações de saldo e atrasos de sincronização. Embora a FHE em si não possa resolver diretamente os problemas de escalabilidade da blockchain, combiná-la com a prova de conhecimento zero (ZKP) pode trazer novas soluções para a escalabilidade.

A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, cada uma servindo a propósitos diferentes. A ZKP fornece computação verificável e atributos de conhecimento zero, enquanto a FHE permite realizar cálculos sobre dados encriptados sem expor os dados em si. Combinar as duas, embora aumente a complexidade computacional, pode ser necessário em casos de uso específicos.

Atualmente, o desenvolvimento de FHE está cerca de três a quatro anos atrás do ZKP, mas está rapidamente a alcançar. Os primeiros projetos de FHE começaram a ser testados, com previsão de lançamento da mainnet mais tarde este ano. Embora o custo computacional do FHE ainda seja superior ao do ZKP, o seu potencial para aplicação em larga escala está a tornar-se evidente.

Os principais desafios enfrentados pela FHE incluem a eficiência computacional e a gestão de chaves. A intensidade computacional das operações de bootstrap está a ser melhorada através de melhorias algorítmicas e otimizações de engenharia. Para casos de uso específicos, como aprendizagem de máquina, podem existir alternativas mais eficientes que não utilizem operações de bootstrap. Em termos de gestão de chaves, alguns projetos adotam métodos de gestão de chaves por limiar, mas ainda precisam de mais desenvolvimento para superar o problema do ponto único de falha.

O mercado de FHE está atraindo cada vez mais investimentos. Vários projetos estão desenvolvendo soluções baseadas em FHE, como Arcium, Cysic, Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network e Inco. Esses projetos abrangem uma ampla gama de áreas de aplicação, desde aceleração de hardware até blockchains de proteção de privacidade.

A atitude do ambiente regulatório em relação a tecnologias de privacidade, como a encriptação totalmente homomórfica (FHE), varia de região para região. Embora a privacidade dos dados receba apoio generalizado, a privacidade financeira ainda é uma área cinzenta. A FHE tem o potencial de melhorar a privacidade dos dados, permitindo que os usuários mantenham a propriedade dos dados e possivelmente lucrem com eles, ao mesmo tempo em que preservam benefícios sociais, como a publicidade direcionada.

Olhando para o futuro, espera-se que a teoria, software, hardware e algoritmos da encriptação totalmente homomórfica continuem a melhorar, tornando-se cada vez mais práticos. A encriptação totalmente homomórfica está a passar da pesquisa teórica para a fase de aplicação prática, prevendo-se que nos próximos três a cinco anos haja progressos significativos.

À medida que a tecnologia amadurece e o capital de risco continua a estar atento, a Criptografia homomórfica (FHE) tem potencial para desempenhar um papel crucial na escalabilidade e na proteção da privacidade na blockchain, impulsionando o desenvolvimento de diversas aplicações inovadoras no ecossistema de encriptação.