encriptación completamente homomórfica: introducción al principio y escenarios de aplicación
La encriptación generalmente se divide en dos tipos: encriptación estática y encriptación en tránsito. La encriptación estática almacena los datos encriptados en dispositivos de hardware o en servidores en la nube, y solo los autorizados pueden ver el contenido desencriptado. La encriptación en tránsito asegura que los datos enviados a través de Internet solo puedan ser interpretados por el destinatario designado. Ambos tipos de encriptación dependen de algoritmos de encriptación y garantizan la integridad y autenticidad de los datos a través de encriptación autenticada.
Para ciertos escenarios de colaboración multiparte, es necesario realizar un procesamiento complejo sobre los datos cifrados, lo que involucra tecnologías de protección de la privacidad, la encriptación completamente homomórfica ( FHE ) es una de ellas. Tomando como ejemplo la votación en línea, los votantes pueden cifrar sus resultados de votación y luego enviarlos a una entidad intermediaria, que se encargará de contar los resultados finales y publicarlos. Sin embargo, bajo los esquemas de encriptación tradicionales, el intermediario encargado de contar necesita descifrar todos los datos de votación para completar el conteo, lo que expondría los resultados de votación de cada persona.
Para resolver este tipo de problemas, se puede introducir la tecnología de encriptación completamente homomórfica. La FHE permite realizar cálculos de funciones directamente sobre el texto cifrado sin descifrarlo, obteniendo así el resultado encriptado de la salida de dicha función, protegiendo la privacidad. En un sistema FHE, la construcción matemática de la función f es pública, por lo que el proceso de tratamiento que va desde el texto cifrado x hasta el resultado f(x) se puede ejecutar en la nube sin revelar la privacidad. Cabe destacar que tanto x como f(x) son textos cifrados que deben ser descifrados con una clave.
FHE es un esquema de encriptación compacto, el tamaño del texto cifrado y la carga de trabajo de descifrado del resultado f(x) dependen únicamente del texto plano original correspondiente a los datos de entrada x, sin depender del proceso de cálculo específico. Esto es diferente de los sistemas de encriptación no compactos, que normalmente simplemente conectan x con el código fuente de la función f, permitiendo que el receptor descifre x e ingrese f para completar el cálculo.
En aplicaciones prácticas, el modelo de externalización de FHE a menudo se considera una alternativa a entornos de ejecución seguros como TEE. La seguridad de FHE se basa en algoritmos de encriptación, sin depender de dispositivos de hardware, por lo que no se ve afectada por ataques pasivos de canal lateral o por ataques a servidores en la nube. Cuando se necesitan externalizar tareas de cálculo de datos sensibles, FHE es más seguro y confiable que las máquinas virtuales basadas en la nube o TEE.
Los sistemas de FHE generalmente incluyen varios conjuntos de claves:
Clave de descifrado: clave maestra, utilizada para descifrar el texto cifrado FHE, generalmente generada localmente por el usuario y no compartida.
Clave de encriptación: utilizada para convertir texto plano en texto cifrado, generalmente es pública en el modo de clave pública.
Calcular la clave: se utiliza para realizar operaciones homomórficas sobre el texto cifrado y se puede publicar de forma pública.
FHE tiene varios escenarios y modos de aplicación:
Modelo de externalización: adecuado para transformar la computación en la nube ordinaria en computación privada, pero actualmente limitado por el rendimiento del hardware.
Modo de cálculo de dos partes: ambas partes contribuyen con datos privados para el cálculo, adecuado para escenarios que requieren proteger la privacidad de ambas partes.
Modo de agregación: realiza una agregación compacta y verificable de los datos de múltiples participantes, adecuada para el aprendizaje federado y los sistemas de votación en línea.
Modo cliente-servidor: el servidor proporciona servicios de cálculo FHE para múltiples clientes con claves independientes, adecuado para escenarios como el cálculo de modelos de IA privados.
Para garantizar la validez de los resultados de cálculo externos, se pueden utilizar métodos como la verificación redundante o la firma completamente homomórfica. Para evitar el acceso a variables intermedias en el proceso de desencriptación, se puede restringir el acceso al poseedor de la clave de desencriptación a los mensajes cifrados intermedios, o utilizar un método de compartición de secreto para distribuir la clave de desencriptación.
El cifrado homomórfico se divide en cifrado homomórfico parcial (PHE), cifrado homomórfico jerárquico (LHE) y cifrado homomórfico completamente homomórfico (FHE). FHE es la única solución que puede garantizar que el consumo de memoria y el tiempo de ejecución del cálculo homomórfico sean proporcionales a la tarea original, pero requiere realizar operaciones de autoarranque costosas de manera regular para controlar el ruido.
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LiquidationWatcher
· hace18h
Ya empezamos con la Criptografía de nuevo.
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TokenDustCollector
· hace18h
¿También hay que votar con la cara cubierta? Es un poco absurdo, ¿no?
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NotFinancialAdvice
· hace19h
¿Es decir, nadie puede ver el resultado de mi voto?
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ReverseFOMOguy
· hace19h
Habla como si fuera un misterio divino.
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All-InQueen
· hace19h
No entiendo, ¿esta encriptación de texto cifrado puede mantener su función original?
encriptación completamente homomórfica FHE: análisis de principios y aplicaciones en múltiples escenarios
encriptación completamente homomórfica: introducción al principio y escenarios de aplicación
La encriptación generalmente se divide en dos tipos: encriptación estática y encriptación en tránsito. La encriptación estática almacena los datos encriptados en dispositivos de hardware o en servidores en la nube, y solo los autorizados pueden ver el contenido desencriptado. La encriptación en tránsito asegura que los datos enviados a través de Internet solo puedan ser interpretados por el destinatario designado. Ambos tipos de encriptación dependen de algoritmos de encriptación y garantizan la integridad y autenticidad de los datos a través de encriptación autenticada.
Para ciertos escenarios de colaboración multiparte, es necesario realizar un procesamiento complejo sobre los datos cifrados, lo que involucra tecnologías de protección de la privacidad, la encriptación completamente homomórfica ( FHE ) es una de ellas. Tomando como ejemplo la votación en línea, los votantes pueden cifrar sus resultados de votación y luego enviarlos a una entidad intermediaria, que se encargará de contar los resultados finales y publicarlos. Sin embargo, bajo los esquemas de encriptación tradicionales, el intermediario encargado de contar necesita descifrar todos los datos de votación para completar el conteo, lo que expondría los resultados de votación de cada persona.
Para resolver este tipo de problemas, se puede introducir la tecnología de encriptación completamente homomórfica. La FHE permite realizar cálculos de funciones directamente sobre el texto cifrado sin descifrarlo, obteniendo así el resultado encriptado de la salida de dicha función, protegiendo la privacidad. En un sistema FHE, la construcción matemática de la función f es pública, por lo que el proceso de tratamiento que va desde el texto cifrado x hasta el resultado f(x) se puede ejecutar en la nube sin revelar la privacidad. Cabe destacar que tanto x como f(x) son textos cifrados que deben ser descifrados con una clave.
FHE es un esquema de encriptación compacto, el tamaño del texto cifrado y la carga de trabajo de descifrado del resultado f(x) dependen únicamente del texto plano original correspondiente a los datos de entrada x, sin depender del proceso de cálculo específico. Esto es diferente de los sistemas de encriptación no compactos, que normalmente simplemente conectan x con el código fuente de la función f, permitiendo que el receptor descifre x e ingrese f para completar el cálculo.
En aplicaciones prácticas, el modelo de externalización de FHE a menudo se considera una alternativa a entornos de ejecución seguros como TEE. La seguridad de FHE se basa en algoritmos de encriptación, sin depender de dispositivos de hardware, por lo que no se ve afectada por ataques pasivos de canal lateral o por ataques a servidores en la nube. Cuando se necesitan externalizar tareas de cálculo de datos sensibles, FHE es más seguro y confiable que las máquinas virtuales basadas en la nube o TEE.
Los sistemas de FHE generalmente incluyen varios conjuntos de claves:
Clave de descifrado: clave maestra, utilizada para descifrar el texto cifrado FHE, generalmente generada localmente por el usuario y no compartida.
Clave de encriptación: utilizada para convertir texto plano en texto cifrado, generalmente es pública en el modo de clave pública.
Calcular la clave: se utiliza para realizar operaciones homomórficas sobre el texto cifrado y se puede publicar de forma pública.
FHE tiene varios escenarios y modos de aplicación:
Para garantizar la validez de los resultados de cálculo externos, se pueden utilizar métodos como la verificación redundante o la firma completamente homomórfica. Para evitar el acceso a variables intermedias en el proceso de desencriptación, se puede restringir el acceso al poseedor de la clave de desencriptación a los mensajes cifrados intermedios, o utilizar un método de compartición de secreto para distribuir la clave de desencriptación.
El cifrado homomórfico se divide en cifrado homomórfico parcial (PHE), cifrado homomórfico jerárquico (LHE) y cifrado homomórfico completamente homomórfico (FHE). FHE es la única solución que puede garantizar que el consumo de memoria y el tiempo de ejecución del cálculo homomórfico sean proporcionales a la tarea original, pero requiere realizar operaciones de autoarranque costosas de manera regular para controlar el ruido.