Развитие и применение полностью гомоморфного шифрования
Концепция полностью гомоморфного шифрования (FHE) восходит к 70-м годам XX века, но долгое время оставалась труднореализуемой. Его основная идея заключается в выполнении вычислений над зашифрованными данными без их расшифровки. Изначально были возможны только простые операции сложения или умножения, известные как частичное гомоморфное шифрование. В 2009 году прорывное исследование Крейга Джентри продемонстрировало возможность выполнения произвольных вычислений над зашифрованными данными, что способствовало развитию FHE.
FHE является продвинутой технологией шифрования, которая позволяет выполнять вычисления над данными в зашифрованном состоянии. Это означает, что можно напрямую выполнять операции над шифротекстом и генерировать зашифрованные результаты, которые после расшифровки совпадают с результатами, полученными при выполнении таких же операций над исходными данными.
Полностью гомоморфное шифрование: ключевые особенности
Умножение: умножение зашифрованных данных эквивалентно умножению открытых данных.
Управление шумом: В процессе шифрования FHE добавляется шум для обеспечения безопасности, но после каждой операции шум увеличивается. Эффективное управление и минимизация шума имеют решающее значение для обеспечения точности вычислений.
Неограниченные операции: В отличие от частичного гомоморфного шифрования (PHE) и некоторых видов гомоморфного шифрования (SHE), полностью гомоморфное шифрование (FHE) поддерживает неограниченное количество операций сложения и умножения, что позволяет выполнять любые типы вычислений на зашифрованных данных.
Однако FHE сталкивается с двумя основными проблемами:
Контроль шума: Добавленный в процессе эксплуатации шум может привести к вычислительным отклонениям, необходимо точное управление.
Расходы на вычисления: вычисления с зашифрованными данными значительно дороже, чем вычисления с открытыми данными, что может достигать от 10,000 до 1,000,000 раз.
Применение полностью гомоморфного шифрования в блокчейне
FHE обещает стать ключевой технологией для решения проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. Современные блокчейн-системы в основном являются прозрачными, транзакции и переменные смарт-контрактов являются общедоступными. FHE может преобразовать полностью прозрачный блокчейн в частично зашифрованную форму, одновременно сохраняя контроль над смарт-контрактом.
Некоторые проекты разрабатывают виртуальную машину FHE, позволяющую программистам писать код смарт-контрактов для работы с примитивами FHE. Этот подход может решить текущие проблемы конфиденциальности на блокчейне, сделать возможными такие приложения, как шифрование платежей, игры и т.д., при этом сохраняя график транзакций и повышая дружелюбие к регулированию.
FHE также может улучшить пользовательский опыт конфиденциальных проектов с помощью поиска сообщений о конфиденциальности (OMR), позволяя клиентам кошелька синхронизировать данные, не раскрывая содержание доступа.
Однако FHE сам по себе не может напрямую решить проблему масштабируемости блокчейна. Сочетание FHE с нулевыми знаниями (ZKP) может предложить идеи для решения некоторых проблем масштабируемости.
Связь FHE и нулевых знаний
FHE и ZKP являются взаимодополняющими технологиями, каждая из которых служит своим целям. ZKP реализует проверяемые вычисления и свойства нулевого знания, обеспечивая защиту конфиденциальности для частного состояния. Однако ZKP не может защитить конфиденциальность совместного состояния, что имеет решающее значение для платформ без разрешений для смарт-контрактов. FHE и многопартийные вычисления (MPC) могут выполнять вычисления над зашифрованными данными без раскрытия информации.
Текущая ситуация и перспективы FHE
Развитие полностью гомоморфного шифрования (FHE) отстает от нулевых знаний (ZKP) на три-четыре года, но быстро догоняет. Первые проекты FHE начали тестирование, и ожидается, что в конце этого года будет запущена основная сеть. Хотя вычислительные затраты на FHE все еще выше, чем на ZKP, его потенциал для массового применения огромен. Как только FHE войдет в производственную среду и достигнет масштабируемости, ожидается, что скорость его развития будет сопоставима с ZK Rollups.
Вызовы и препятствия
Широкое применение полностью гомоморфного шифрования (FHE) сталкивается с такими проблемами, как вычислительная эффективность и управление ключами. Операции самозагрузки в FHE требуют значительных вычислительных ресурсов, но достижения в алгоритмах и инженерные оптимизации улучшают эту ситуацию. Для определенных приложений, таких как машинное обучение, альтернативные решения без самозагрузки могут быть более эффективными.
Управление ключами также является важной проблемой. Некоторые проекты FHE требуют управления ключами с порогом, что связано с группой проверяющих, обладающих возможностью расшифровки. Этот подход требует дальнейшего развития для преодоления проблемы единой точки отказа.
Текущая ситуация на рынке FHE
Множество компаний по рисковому инвестированию в сфере шифрования активно инвестируют в область FHE, видя в ней потенциал. Некоторые проекты разрабатывают приложения на основе FHE, такие как игры, платежные системы и т.д. Пороговое FHE (TFHE) объединяет FHE с MPC и блокчейном, открывая новые сценарии применения. Дружественность к разработчикам FHE, такая как поддержка разработки на распространенных языках программирования, делает его более практичным и жизнеспособным в разработке приложений.
Регуляторная среда
Регуляторная среда для технологий конфиденциальности, таких как FHE, различается в разных регионах. Несмотря на то, что конфиденциальность данных в целом поддерживается, финансовая конфиденциальность все еще находится в серой зоне. FHE имеет потенциал для повышения защиты конфиденциальности данных, позволяя пользователям сохранять право собственности на данные и, возможно, извлекать из них выгоду, при этом сохраняя социальные преимущества.
Заключение
Полностью гомоморфное шифрование находится в ключевом периоде трансформации в области шифрования, предлагая передовые решения для обеспечения конфиденциальности и безопасности. С развитием технологий и вниманием со стороны капитала, FHE ожидает массового применения для решения ключевых проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. С созреванием технологий, FHE принесет инновационные возможности для различных приложений в экосистеме шифрования.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
17 Лайков
Награда
17
5
Поделиться
комментарий
0/400
LeekCutter
· 08-06 15:04
Серия "Не могу понять академические статьи"~
Посмотреть ОригиналОтветить0
TradFiRefugee
· 08-06 02:15
Какая ужасная вычислительная производительность, кто осмелится выйти в цепочку?
Посмотреть ОригиналОтветить0
MEVHunterZhang
· 08-06 02:14
Этот Алгоритм просто великолепен, его эффективность сможет справиться?
Посмотреть ОригиналОтветить0
SmartContractRebel
· 08-06 01:56
Приватность одновременно является привилегией и ловушкой
Посмотреть ОригиналОтветить0
ProposalDetective
· 08-06 01:52
Не совсем понял, какое отношение это имеет к голосованию.
Полностью гомоморфное шифрование: Технологические новшества FHE могут привести к новой эре конфиденциальности в Блокчейне
Развитие и применение полностью гомоморфного шифрования
Концепция полностью гомоморфного шифрования (FHE) восходит к 70-м годам XX века, но долгое время оставалась труднореализуемой. Его основная идея заключается в выполнении вычислений над зашифрованными данными без их расшифровки. Изначально были возможны только простые операции сложения или умножения, известные как частичное гомоморфное шифрование. В 2009 году прорывное исследование Крейга Джентри продемонстрировало возможность выполнения произвольных вычислений над зашифрованными данными, что способствовало развитию FHE.
FHE является продвинутой технологией шифрования, которая позволяет выполнять вычисления над данными в зашифрованном состоянии. Это означает, что можно напрямую выполнять операции над шифротекстом и генерировать зашифрованные результаты, которые после расшифровки совпадают с результатами, полученными при выполнении таких же операций над исходными данными.
Полностью гомоморфное шифрование: ключевые особенности
Гомоморфность:
Управление шумом: В процессе шифрования FHE добавляется шум для обеспечения безопасности, но после каждой операции шум увеличивается. Эффективное управление и минимизация шума имеют решающее значение для обеспечения точности вычислений.
Неограниченные операции: В отличие от частичного гомоморфного шифрования (PHE) и некоторых видов гомоморфного шифрования (SHE), полностью гомоморфное шифрование (FHE) поддерживает неограниченное количество операций сложения и умножения, что позволяет выполнять любые типы вычислений на зашифрованных данных.
Однако FHE сталкивается с двумя основными проблемами:
Применение полностью гомоморфного шифрования в блокчейне
FHE обещает стать ключевой технологией для решения проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. Современные блокчейн-системы в основном являются прозрачными, транзакции и переменные смарт-контрактов являются общедоступными. FHE может преобразовать полностью прозрачный блокчейн в частично зашифрованную форму, одновременно сохраняя контроль над смарт-контрактом.
Некоторые проекты разрабатывают виртуальную машину FHE, позволяющую программистам писать код смарт-контрактов для работы с примитивами FHE. Этот подход может решить текущие проблемы конфиденциальности на блокчейне, сделать возможными такие приложения, как шифрование платежей, игры и т.д., при этом сохраняя график транзакций и повышая дружелюбие к регулированию.
FHE также может улучшить пользовательский опыт конфиденциальных проектов с помощью поиска сообщений о конфиденциальности (OMR), позволяя клиентам кошелька синхронизировать данные, не раскрывая содержание доступа.
Однако FHE сам по себе не может напрямую решить проблему масштабируемости блокчейна. Сочетание FHE с нулевыми знаниями (ZKP) может предложить идеи для решения некоторых проблем масштабируемости.
Связь FHE и нулевых знаний
FHE и ZKP являются взаимодополняющими технологиями, каждая из которых служит своим целям. ZKP реализует проверяемые вычисления и свойства нулевого знания, обеспечивая защиту конфиденциальности для частного состояния. Однако ZKP не может защитить конфиденциальность совместного состояния, что имеет решающее значение для платформ без разрешений для смарт-контрактов. FHE и многопартийные вычисления (MPC) могут выполнять вычисления над зашифрованными данными без раскрытия информации.
Текущая ситуация и перспективы FHE
Развитие полностью гомоморфного шифрования (FHE) отстает от нулевых знаний (ZKP) на три-четыре года, но быстро догоняет. Первые проекты FHE начали тестирование, и ожидается, что в конце этого года будет запущена основная сеть. Хотя вычислительные затраты на FHE все еще выше, чем на ZKP, его потенциал для массового применения огромен. Как только FHE войдет в производственную среду и достигнет масштабируемости, ожидается, что скорость его развития будет сопоставима с ZK Rollups.
Вызовы и препятствия
Широкое применение полностью гомоморфного шифрования (FHE) сталкивается с такими проблемами, как вычислительная эффективность и управление ключами. Операции самозагрузки в FHE требуют значительных вычислительных ресурсов, но достижения в алгоритмах и инженерные оптимизации улучшают эту ситуацию. Для определенных приложений, таких как машинное обучение, альтернативные решения без самозагрузки могут быть более эффективными.
Управление ключами также является важной проблемой. Некоторые проекты FHE требуют управления ключами с порогом, что связано с группой проверяющих, обладающих возможностью расшифровки. Этот подход требует дальнейшего развития для преодоления проблемы единой точки отказа.
Текущая ситуация на рынке FHE
Множество компаний по рисковому инвестированию в сфере шифрования активно инвестируют в область FHE, видя в ней потенциал. Некоторые проекты разрабатывают приложения на основе FHE, такие как игры, платежные системы и т.д. Пороговое FHE (TFHE) объединяет FHE с MPC и блокчейном, открывая новые сценарии применения. Дружественность к разработчикам FHE, такая как поддержка разработки на распространенных языках программирования, делает его более практичным и жизнеспособным в разработке приложений.
Регуляторная среда
Регуляторная среда для технологий конфиденциальности, таких как FHE, различается в разных регионах. Несмотря на то, что конфиденциальность данных в целом поддерживается, финансовая конфиденциальность все еще находится в серой зоне. FHE имеет потенциал для повышения защиты конфиденциальности данных, позволяя пользователям сохранять право собственности на данные и, возможно, извлекать из них выгоду, при этом сохраняя социальные преимущества.
Заключение
Полностью гомоморфное шифрование находится в ключевом периоде трансформации в области шифрования, предлагая передовые решения для обеспечения конфиденциальности и безопасности. С развитием технологий и вниманием со стороны капитала, FHE ожидает массового применения для решения ключевых проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. С созреванием технологий, FHE принесет инновационные возможности для различных приложений в экосистеме шифрования.