encriptação totalmente homomórfica: desenvolvimento e aplicações
O conceito de encriptação totalmente homomórfica (FHE) remonta à década de 1970, mas tem sido difícil de realizar durante muito tempo. A sua ideia central é permitir cálculos em dados encriptados sem a necessidade de os decifrar. Inicialmente, era possível realizar apenas operações simples de adição ou multiplicação, sendo conhecido como encriptação homomórfica parcial. Em 2009, a pesquisa inovadora de Craig Gentry demonstrou a possibilidade de realizar cálculos arbitrários em dados encriptados, impulsionando o desenvolvimento da FHE.
FHE é uma tecnologia de encriptação avançada que permite realizar cálculos em dados enquanto estes estão encriptados. Isso significa que é possível operar diretamente sobre o texto cifrado e gerar resultados encriptados, sendo que o resultado após a decriptação é consistente com o resultado obtido ao realizar a mesma operação nos dados originais.
encriptação totalmente homomórfica de características centrais
Homomorfismo:
Adição: a adição de cifrados é equivalente à adição de texto claro.
Multiplicação: a multiplicação de cifrados é equivalente à multiplicação de textos claros.
Gestão de ruído: No processo de encriptação FHE, é adicionado ruído para garantir a segurança, mas o ruído aumentará após cada operação. Gerir e minimizar eficazmente o ruído é crucial para garantir a precisão dos cálculos.
Operações infinitas: Diferente da encriptação homomórfica parcial (PHE) e de algum tipo de encriptação homomórfica (SHE), a encriptação totalmente homomórfica (FHE) suporta operações de adição e multiplicação infinitas, permitindo a realização de qualquer tipo de cálculo em dados encriptados.
No entanto, a FHE enfrenta dois desafios principais:
Controle de ruído: O ruído adicionado durante o processo de operação pode causar desvios de cálculo, sendo necessário um controle preciso.
Custo de cálculo: O cálculo em texto cifrado é muito mais caro do que o cálculo em texto claro, podendo chegar a 10.000 a 1.000.000 vezes.
A aplicação da encriptação totalmente homomórfica na blockchain
A encriptação totalmente homomórfica (FHE) tem o potencial de se tornar uma tecnologia chave para resolver a escalabilidade e a proteção da privacidade em blockchain. Os sistemas de blockchain atuais são geralmente transparentes, com transações e variáveis de contratos inteligentes sendo públicas. A FHE pode transformar uma blockchain totalmente transparente em uma forma parcialmente encriptada, mantendo ao mesmo tempo o controle dos contratos inteligentes.
Alguns projetos estão a desenvolver máquinas virtuais FHE, permitindo que os programadores escrevam código de contratos inteligentes que operam com primitivos FHE. Esta abordagem pode resolver os problemas de privacidade atuais na blockchain, tornando possíveis aplicações como pagamentos encriptados, jogos, entre outros, enquanto preserva o gráfico de transações e melhora a conformidade regulatória.
A FHE também pode melhorar a experiência do usuário em projetos de privacidade através da recuperação de mensagens ocultas (OMR), permitindo que o cliente da carteira sincronize dados sem expor o conteúdo acessado.
No entanto, a FHE por si só não pode resolver diretamente o problema de escalabilidade da blockchain. Combinar a FHE com provas de conhecimento zero (ZKP) pode oferecer ideias para resolver alguns desafios de escalabilidade.
A relação entre FHE e provas de conhecimento zero
FHE e ZKP são tecnologias complementares, cada uma servindo a diferentes propósitos. ZKP implementa computação verificável e atributos de conhecimento zero, proporcionando proteção de privacidade para estados privados. No entanto, ZKP não pode proteger a privacidade de estados compartilhados, o que é crucial para plataformas de contratos inteligentes sem permissão. FHE e computação multipartidária (MPC) podem realizar cálculos em dados criptografados sem expor os dados.
O estado atual e as perspectivas do FHE
O desenvolvimento da FHE está aproximadamente três a quatro anos atrás do ZKP, mas está a recuperar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE já começaram a ser testados e prevê-se que a mainnet será lançada mais tarde este ano. Embora o custo computacional da FHE ainda seja superior ao do ZKP, o seu potencial de aplicação em larga escala é enorme. Assim que a FHE entrar em ambiente de produção e alcançar escala, espera-se que a sua velocidade de desenvolvimento seja equivalente à dos ZK Rollups.
Desafios e Limitações
A ampla aplicação da encriptação totalmente homomórfica enfrenta desafios como a eficiência computacional e a gestão de chaves. A operação de auto-bootstrapping na encriptação totalmente homomórfica é intensiva em cálculos, mas os avanços algorítmicos e a otimização de engenharia estão a melhorar este problema. Para aplicações específicas, como o aprendizado de máquina, alternativas que não utilizam auto-bootstrapping podem ser mais eficientes.
A gestão de chaves é também um desafio importante. Alguns projetos de encriptação totalmente homomórfica requerem gestão de chaves com limiar, envolvendo um grupo de validadores com capacidade de decriptação. Este método precisa de um desenvolvimento adicional para superar o problema de falha de ponto único.
Estado atual do mercado de FHE
Várias empresas de capital de risco em encriptação estão a investir ativamente no campo da FHE, reconhecendo seu potencial. Alguns projetos estão a desenvolver aplicações baseadas em FHE, como jogos, sistemas de pagamento, entre outros. A FHE com limite (TFHE) combina a FHE com MPC e blockchain, abrindo novos cenários de aplicação. A facilidade de desenvolvimento para os programadores na FHE, como o suporte ao uso de linguagens de programação comuns, torna-a mais prática e viável no desenvolvimento de aplicações.
Ambiente regulatório
O ambiente regulatório para tecnologias de privacidade como a FHE varia de região para região. Embora a privacidade dos dados seja amplamente apoiada, a privacidade financeira ainda está em uma zona cinzenta. A FHE tem o potencial de melhorar a proteção da privacidade dos dados, permitindo que os usuários mantenham a propriedade dos dados e possivelmente lucrar com isso, ao mesmo tempo que preservam os benefícios sociais.
Conclusão
A encriptação totalmente homomórfica está numa fase crucial de transformação no campo da encriptação, oferecendo soluções avançadas de privacidade e segurança. Com os avanços tecnológicos e a atenção do capital, espera-se que a FHE atinja aplicações em larga escala, resolvendo questões chave de escalabilidade e proteção de privacidade no blockchain. À medida que a tecnologia amadurece, a FHE trará oportunidades inovadoras para diversas aplicações no ecossistema de encriptação.
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LeekCutter
· 11h atrás
Mais uma série de artigos acadêmicos que não consigo entender~
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TradFiRefugee
· 23h atrás
Com um desempenho de cálculo tão fraco, quem se atreve a entrar na blockchain?
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MEVHunterZhang
· 23h atrás
Este algoritmo é incrível. A eficiência consegue suportar?
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SmartContractRebel
· 08-06 01:56
A privacidade é tanto um privilégio quanto uma armadilha.
Ver originalResponder0
ProposalDetective
· 08-06 01:52
Não entendi bem qual é a relação disso com a votação.
encriptação totalmente homomórfica：A inovação da tecnologia FHE pode liderar uma nova era de privacidade na Blockchain
encriptação totalmente homomórfica: desenvolvimento e aplicações
O conceito de encriptação totalmente homomórfica (FHE) remonta à década de 1970, mas tem sido difícil de realizar durante muito tempo. A sua ideia central é permitir cálculos em dados encriptados sem a necessidade de os decifrar. Inicialmente, era possível realizar apenas operações simples de adição ou multiplicação, sendo conhecido como encriptação homomórfica parcial. Em 2009, a pesquisa inovadora de Craig Gentry demonstrou a possibilidade de realizar cálculos arbitrários em dados encriptados, impulsionando o desenvolvimento da FHE.
FHE é uma tecnologia de encriptação avançada que permite realizar cálculos em dados enquanto estes estão encriptados. Isso significa que é possível operar diretamente sobre o texto cifrado e gerar resultados encriptados, sendo que o resultado após a decriptação é consistente com o resultado obtido ao realizar a mesma operação nos dados originais.
encriptação totalmente homomórfica de características centrais
Homomorfismo:
Gestão de ruído: No processo de encriptação FHE, é adicionado ruído para garantir a segurança, mas o ruído aumentará após cada operação. Gerir e minimizar eficazmente o ruído é crucial para garantir a precisão dos cálculos.
Operações infinitas: Diferente da encriptação homomórfica parcial (PHE) e de algum tipo de encriptação homomórfica (SHE), a encriptação totalmente homomórfica (FHE) suporta operações de adição e multiplicação infinitas, permitindo a realização de qualquer tipo de cálculo em dados encriptados.
No entanto, a FHE enfrenta dois desafios principais:
A aplicação da encriptação totalmente homomórfica na blockchain
A encriptação totalmente homomórfica (FHE) tem o potencial de se tornar uma tecnologia chave para resolver a escalabilidade e a proteção da privacidade em blockchain. Os sistemas de blockchain atuais são geralmente transparentes, com transações e variáveis de contratos inteligentes sendo públicas. A FHE pode transformar uma blockchain totalmente transparente em uma forma parcialmente encriptada, mantendo ao mesmo tempo o controle dos contratos inteligentes.
Alguns projetos estão a desenvolver máquinas virtuais FHE, permitindo que os programadores escrevam código de contratos inteligentes que operam com primitivos FHE. Esta abordagem pode resolver os problemas de privacidade atuais na blockchain, tornando possíveis aplicações como pagamentos encriptados, jogos, entre outros, enquanto preserva o gráfico de transações e melhora a conformidade regulatória.
A FHE também pode melhorar a experiência do usuário em projetos de privacidade através da recuperação de mensagens ocultas (OMR), permitindo que o cliente da carteira sincronize dados sem expor o conteúdo acessado.
No entanto, a FHE por si só não pode resolver diretamente o problema de escalabilidade da blockchain. Combinar a FHE com provas de conhecimento zero (ZKP) pode oferecer ideias para resolver alguns desafios de escalabilidade.
A relação entre FHE e provas de conhecimento zero
FHE e ZKP são tecnologias complementares, cada uma servindo a diferentes propósitos. ZKP implementa computação verificável e atributos de conhecimento zero, proporcionando proteção de privacidade para estados privados. No entanto, ZKP não pode proteger a privacidade de estados compartilhados, o que é crucial para plataformas de contratos inteligentes sem permissão. FHE e computação multipartidária (MPC) podem realizar cálculos em dados criptografados sem expor os dados.
O estado atual e as perspectivas do FHE
O desenvolvimento da FHE está aproximadamente três a quatro anos atrás do ZKP, mas está a recuperar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE já começaram a ser testados e prevê-se que a mainnet será lançada mais tarde este ano. Embora o custo computacional da FHE ainda seja superior ao do ZKP, o seu potencial de aplicação em larga escala é enorme. Assim que a FHE entrar em ambiente de produção e alcançar escala, espera-se que a sua velocidade de desenvolvimento seja equivalente à dos ZK Rollups.
Desafios e Limitações
A ampla aplicação da encriptação totalmente homomórfica enfrenta desafios como a eficiência computacional e a gestão de chaves. A operação de auto-bootstrapping na encriptação totalmente homomórfica é intensiva em cálculos, mas os avanços algorítmicos e a otimização de engenharia estão a melhorar este problema. Para aplicações específicas, como o aprendizado de máquina, alternativas que não utilizam auto-bootstrapping podem ser mais eficientes.
A gestão de chaves é também um desafio importante. Alguns projetos de encriptação totalmente homomórfica requerem gestão de chaves com limiar, envolvendo um grupo de validadores com capacidade de decriptação. Este método precisa de um desenvolvimento adicional para superar o problema de falha de ponto único.
Estado atual do mercado de FHE
Várias empresas de capital de risco em encriptação estão a investir ativamente no campo da FHE, reconhecendo seu potencial. Alguns projetos estão a desenvolver aplicações baseadas em FHE, como jogos, sistemas de pagamento, entre outros. A FHE com limite (TFHE) combina a FHE com MPC e blockchain, abrindo novos cenários de aplicação. A facilidade de desenvolvimento para os programadores na FHE, como o suporte ao uso de linguagens de programação comuns, torna-a mais prática e viável no desenvolvimento de aplicações.
Ambiente regulatório
O ambiente regulatório para tecnologias de privacidade como a FHE varia de região para região. Embora a privacidade dos dados seja amplamente apoiada, a privacidade financeira ainda está em uma zona cinzenta. A FHE tem o potencial de melhorar a proteção da privacidade dos dados, permitindo que os usuários mantenham a propriedade dos dados e possivelmente lucrar com isso, ao mesmo tempo que preservam os benefícios sociais.
Conclusão
A encriptação totalmente homomórfica está numa fase crucial de transformação no campo da encriptação, oferecendo soluções avançadas de privacidade e segurança. Com os avanços tecnológicos e a atenção do capital, espera-se que a FHE atinja aplicações em larga escala, resolvendo questões chave de escalabilidade e proteção de privacidade no blockchain. À medida que a tecnologia amadurece, a FHE trará oportunidades inovadoras para diversas aplicações no ecossistema de encriptação.