Полностью гомоморфное шифрование: новая граница конфиденциальности и безопасности Блокчейна

Полностью гомоморфное шифрование (FHE) — это передовая технология шифрования, которая позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки. Эта концепция была впервые предложена в 70-х годах XX века, но только в 2009 году прорывное исследование Крейга Джентри сделало это возможным. Ключевые особенности FHE включают гомоморфность, управление шумом и поддержку бесконечного числа операций.

По сравнению с частичным гомоморфным шифрованием и некоторыми видами гомоморфного шифрования, полностью гомоморфное шифрование поддерживает неограниченное количество операций сложения и умножения, что позволяет выполнять произвольные вычисления над зашифрованными данными. Эта особенность придает FHE огромный потенциал в области защиты конфиденциальности и безопасности данных.

В области Блокчейн FHE имеет потенциал стать ключевой технологией для решения проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности. Она может преобразовать прозрачный Блок в частично шифрованную форму, сохраняя при этом возможности управления смарт-контрактами. Некоторые проекты разрабатывают виртуальную машину FHE, которая позволяет программистам писать код для операций с примитивами FHE на языке Solidity.

FHE также может улучшить доступность проектов конфиденциальности, например, решая проблемы синхронизации клиентских кошельков через конфиденциальный поиск сообщений (OMR). Хотя FHE сам по себе не решает проблемы масштабируемости Блокчейн, в сочетании с доказательствами с нулевым разглашением (ZKP) он может предложить решения для некоторых проблем масштабируемости.

FHE и ZKP являются взаимодополняющими технологиями, каждая из которых служит своей цели. ZKP предоставляет проверяемые вычисления и свойства нулевого знания, в то время как FHE позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными, не раскрывая сами данные. Сочетание обоих, хотя и увеличивает вычислительную сложность, может быть необходимым в определенных случаях.

В настоящее время развитие полностью гомоморфного шифрования отстает от ZKP на три-четыре года, но быстро настигает. Проекты первого поколения FHE начали тестирование, а основная сеть ожидается к запуску позже в этом году. Хотя вычислительные затраты все еще выше, чем у ZKP, потенциал для массового применения FHE огромен.

Основные проблемы, с которыми сталкивается FHE, включают вычислительную эффективность и управление ключами. Вычислительная интенсивность операций самозагрузки улучшается благодаря алгоритмическим усовершенствованиям и инженерной оптимизации. В области управления ключами некоторые проекты исследуют использование управления ключами с порогом для преодоления проблемы единой точки отказа.

На рынке уже существует множество компаний и проектов, активно работающих в области Гомоморфное шифрование, включая Arcium, Cysic, Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network и Inco. Эти проекты охватывают широкий спектр приложений, от аппаратного ускорения до защиты конфиденциальности на Блокчейн.

Развитие полностью гомоморфного шифрования (FHE) переходит от теоретических исследований к практическому применению. Ожидается, что в течение следующих трех- пяти лет FHE достигнет значительного прогресса в теории, программном обеспечении, аппаратном обеспечении и алгоритмах, что сделает его более целесообразным для практического применения.

С учетом зрелости технологий и постоянного интереса венчурного капитала, FHE обещает сыграть важную роль в решении проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности в Блокчейн, способствуя инновациям и развитию шифрования экосистемы.