полностью гомоморфное шифрование: революционный прорыв в защите конфиденциальности и вычислениях

полностью гомоморфное шифрование(FHE) является передовой технологией шифрования, позволяющей выполнять вычисления над зашифрованными данными без предварительного расшифрования. Эта концепция была впервые предложена в 1970-х годах, но только благодаря прорывной работе Крейга Джентри в 2009 году она стала возможной. Основная особенность FHE заключается в гомоморфизме, то есть операции над шифротекстом эквивалентны соответствующим операциям над открытым текстом.

FHE поддерживает неограниченное количество операций сложения и умножения, что делает его мощным инструментом защиты конфиденциальности. Однако FHE также сталкивается с проблемами вычислительной эффективности и управления шумом. По сравнению с некоторыми частичными гомоморфными шифрованиями (PHE) и некоторыми другими гомоморфными шифрованиями (SHE), FHE имеет более полные функциональные возможности, но и вычислительные затраты также выше.

В области блокчейна FHE обещает стать ключевой технологией для решения проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности. Он может преобразовать прозрачный блокчейн в частично зашифрованную форму, одновременно сохраняя контроль над смарт-контрактами. Некоторые проекты разрабатывают виртуальную машину FHE, позволяя программистам использовать Solidity для написания кода, управляющего примитивами FHE. Этот подход может реализовать зашифрованные платежи, игры с защитой конфиденциальности и другие приложения, сохраняя при этом график транзакций для соблюдения нормативных требований.

FHE также может улучшить доступность проектов конфиденциальности с помощью поиска приватных сообщений (OMR), решая такие проблемы, как длительное время поиска информации о балансе и задержка синхронизации. Хотя само FHE не может напрямую решить проблемы масштабируемости блокчейна, его комбинация с доказательствами с нулевым знанием (ZKP) может привести к новым решениям для масштабируемости.

FHE и ZKP являются взаимодополняющими технологиями, каждая из которых служит различным целям. ZKP предоставляет проверяемые вычисления и свойства нулевых знаний, в то время как FHE позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными, не раскрывая сами данные. Объединение обоих, хотя и увеличивает вычислительную сложность, может быть необходимым в определенных случаях.

В настоящее время развитие полностью гомоморфного шифрования (FHE) отстает от нулевых знаний (ZKP) примерно на три-четыре года, но быстро догоняет. Проекты первого поколения FHE уже начали тестирование, и ожидается, что основная сеть будет запущена позже в этом году. Несмотря на то что вычислительные затраты FHE все еще выше, чем у ZKP, потенциал его масштабного применения начинает проявляться.

Основные проблемы, с которыми сталкивается FHE, включают вычислительную эффективность и управление ключами. Вычислительная сложность операции самозагрузки улучшается за счет алгоритмических усовершенствований и инженерной оптимизации. Для определенных случаев использования, таких как машинное обучение, могут существовать более эффективные альтернативы, которые не используют операцию самозагрузки. В области управления ключами некоторые проекты применяют методы управления ключами на основе порогов, однако они все еще нуждаются в дальнейшем развитии, чтобы преодолеть проблему единой точки отказа.

Рынок FHE привлекает все больше инвестиций. Несколько проектов разрабатывают решения на основе FHE, такие как Arcium, Cysic, Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network и Inco. Эти проекты охватывают широкий спектр приложений, от аппаратного ускорения до блокчейна с защитой конфиденциальности.

Отношение к таким технологиям конфиденциальности, как FHE, в разных регионах различно. Хотя конфиденциальность данных получает общую поддержку, финансовая конфиденциальность остается серой зоной. FHE имеет потенциал для повышения конфиденциальности данных, позволяя пользователям сохранять права собственности на данные и, возможно, извлекать из них выгоду, одновременно сохраняя такие социальные преимущества, как таргетированная реклама.

Смотря в будущее, ожидается, что теория, программное обеспечение, аппаратное обеспечение и алгоритмы FHE будут продолжать улучшаться, что сделает его все более практичным. FHE переходит от теоретических исследований к этапу практического применения, и ожидается, что в течение следующих трех-пяти лет будут достигнуты значительные успехи.

С развитием технологий и постоянным вниманием со стороны венчурного капитала, FHE ожидается, что сыграет ключевую роль в масштабируемости блокчейна и защите конфиденциальности, способствуя развитию различных инновационных приложений в экосистеме шифрования.