FHE, ZK e MPC: Análise comparativa de três tecnologias de encriptação populares

Na atual era digital, a segurança dos dados e a proteção da privacidade pessoal enfrentam desafios sem precedentes. A encriptação desempenha um papel crucial na proteção das informações sensíveis em nossa vida cotidiana. Este artigo fará uma análise aprofundada e comparação de três tecnologias de encriptação principais: encriptação totalmente homomórfica (FHE), provas de zero conhecimento (ZK) e computação segura multiparte (MPC).

Prova de Zero Conhecimento(ZK): provar sem revelar

A tecnologia de prova de conhecimento zero visa resolver o problema de como verificar a autenticidade das informações sem revelar o conteúdo específico. Ela se baseia na encriptação, permitindo que uma parte ( provador ) demonstre a outra parte ( verificador ) a veracidade de uma afirmação, sem revelar qualquer informação adicional além da veracidade da afirmação.

Por exemplo, Alice pode provar a Bob que tem uma boa pontuação de crédito, sem precisar mostrar extratos de contas específicos. Em aplicações de blockchain, a tecnologia ZK pode ser utilizada para implementar transações anônimas. Tomando como exemplo uma moeda anônima, os usuários podem, ao mesmo tempo, manter a identidade anônima e provar que têm o direito de realizar transações, evitando assim o problema do double spending.

Computação Segura Multi-Partes ( MPC ): Cálculo Colaborativo Seguro

A tecnologia de cálculo seguro multipartidário é principalmente utilizada para resolver como várias partes participantes podem completar uma tarefa de cálculo em conjunto sem revelar suas informações sensíveis. O MPC permite que vários participantes colaborem na realização do cálculo, mas cada participante não pode conhecer os dados de entrada dos outros.

Um cenário típico de aplicação é calcular o salário médio de várias pessoas, sem revelar o valor específico do salário de cada um. No campo das encriptação, a tecnologia MPC é utilizada para desenvolver soluções de carteira mais seguras. Por exemplo, algumas plataformas de negociação lançaram carteiras MPC, que dividem a chave privada em várias partes, sendo guardadas conjuntamente pelos usuários, na nuvem e pela troca, aumentando a segurança e a capacidade de recuperação dos ativos.

Criptografia Homomórfica Total(FHE): Cálculo de Encriptação Externa

A tecnologia de encriptação homomórfica completa resolve o problema de como encriptar dados sensíveis, permitindo que sejam processados por terceiros não confiáveis, ao mesmo tempo que garante que os resultados possam ser corretamente desencriptados. A encriptação homomórfica completa permite realizar operações de cálculo arbitrárias sobre dados encriptados, sem a necessidade de desencriptar os dados originais.

No ambiente de computação em nuvem, o FHE é especialmente importante ao lidar com informações sensíveis. Ele garante que os dados permaneçam em estado de encriptação durante todo o processo de processamento, protegendo a segurança dos dados e cumprindo os requisitos das regulamentações de privacidade. No campo da blockchain, o FHE pode ser utilizado para melhorar o mecanismo de consenso PoS e os sistemas de votação, evitando o plágio de nós e comportamentos de voto seguido, aumentando assim o grau de descentralização do sistema.

Comparação de Três Tecnologias

Embora essas três tecnologias se dediquem a proteger a privacidade e a segurança dos dados, existem diferenças significativas em termos de cenários de aplicação e complexidade técnica:

• ZK enfatiza "como provar", aplicável a cenários que exigem verificação de permissões ou identidades.
• A MPC foca em "como calcular", adequada para situações em que várias partes precisam colaborar, mas desejam proteger a privacidade dos seus dados.
• FHE foca em "como encriptação", tornando possível realizar cálculos complexos enquanto mantém os dados em estado de encriptação.

Em termos de complexidade técnica, ZK requer habilidades profundas em matemática e programação; MPC enfrenta desafios de sincronização e eficiência de comunicação; enquanto o FHE apresenta grandes obstáculos em termos de eficiência computacional.

Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia, estas encriptações desempenharão um papel cada vez mais importante na proteção da nossa vida digital, proporcionando um forte apoio à segurança dos dados e à proteção da privacidade.