FHE, ZK e MPC: comparação de três tecnologias avançadas de encriptação
Na era digital atual, a segurança dos dados e a proteção da privacidade tornaram-se cada vez mais importantes. A encriptação totalmente homomórfica (FHE), a prova de conhecimento zero (ZK) e a computação segura multipartidária (MPC) são três tecnologias avançadas de encriptação que desempenham papéis cruciais em diferentes cenários. Este artigo irá comparar detalhadamente as características e aplicações dessas três tecnologias.
Prova de Conhecimento Zero (ZK)
A tecnologia de provas de zero conhecimento visa resolver o problema de como verificar a veracidade da informação sem revelar o conteúdo específico. Ela é baseada na encriptação e permite a uma parte provar a outra a existência de um segredo, sem revelar qualquer informação sobre o próprio segredo.
Por exemplo, suponha que Alice precise provar à empresa de aluguel de carros que tem um bom crédito, mas não deseja fornecer extratos bancários detalhados. Neste caso, a "pontuação de crédito" fornecida pelo banco ou software de pagamento pode atuar como uma forma de prova de conhecimento zero. Alice pode provar que sua pontuação de crédito está dentro dos padrões sem exibir informações específicas da conta.
No campo da blockchain, a aplicação da tecnologia ZK pode ser referida a uma moeda anónima. Quando os utilizadores realizam transferências, precisam de provar que têm permissões suficientes de quantidade de moeda, mantendo a anonimidade. Ao gerar provas ZK, os mineiros podem verificar a legitimidade da transação e adicioná-la à cadeia sem conhecer a identidade do trader.
Cálculo seguro multipartido (MPC)
A tecnologia de computação segura multiparte foca em como permitir que múltiplos participantes completem uma tarefa de computação em conjunto, sem revelar informações sensíveis. Esta tecnologia permite que vários participantes colaborem na computação, sem que nenhuma das partes divulgue seus dados de entrada.
Por exemplo, se três pessoas quiserem calcular o seu salário médio, mas não estiverem dispostas a revelar os valores exatos dos seus salários. Elas podem dividir os seus salários em três partes, trocando duas partes entre as outras duas pessoas. Cada um soma os números recebidos e depois compartilha o resultado da soma. Por fim, os três somam esses três resultados de forma a obter a média, mas não conseguem determinar os salários exatos das outras pessoas, exceto o seu próprio.
No campo das criptomoedas, algumas plataformas de negociação lançaram carteiras MPC que utilizam esta tecnologia. Os usuários não precisam mais memorizar 12 palavras-chave, mas sim adotar um método semelhante à assinatura múltipla 2/2, armazenando a chave privada de forma distribuída no celular do usuário, na nuvem e na plataforma de negociação. Mesmo que o usuário perca o celular, ainda é possível recuperar a chave privada através das outras duas partes.
Encriptação Homomórfica Total (FHE)
A tecnologia de encriptação homomórfica total resolve a questão de como encriptar dados sensíveis, permitindo que sejam submetidos a cálculos auxiliares por terceiros não confiáveis, ao mesmo tempo garantindo que os resultados possam ser corretamente desencriptados.
Imagine um cenário em que Alice precisa confiar na poderosa capacidade de cálculo de Bob, mas não quer revelar os dados originais. Ela pode adicionar ruído aos dados (através de múltiplas adições/multiplicações encriptadas) e então permitir que Bob processe os dados encriptados. No final, Alice decifra e obtém o resultado real, enquanto Bob não sabe nada sobre o conteúdo.
A FHE é especialmente importante ao lidar com dados sensíveis em ambientes de computação em nuvem. Por exemplo, ao processar registos médicos ou informações financeiras pessoais, a FHE permite que os dados permaneçam encriptados durante todo o processo de processamento, protegendo assim a segurança dos dados e cumprindo os requisitos das regulamentações de privacidade.
No campo da blockchain, a tecnologia FHE pode ser aplicada para melhorar o processo de validação em pequenas redes PoS. Ao permitir que os nós completem a validação dos blocos sem conhecer as respostas uns dos outros, pode-se prevenir comportamentos de cópia entre os nós, aumentando o grau de descentralização da rede. Da mesma forma, em sistemas de votação, o FHE pode prevenir o voto em bloco, refletindo de forma mais precisa a verdadeira opinião pública.
Comparação de Três Tecnologias
Embora ZK, MPC e FHE se dediquem à proteção da privacidade e segurança dos dados, existem diferenças nos cenários de aplicação e na complexidade técnica:
Cenários de aplicação:
ZK enfatiza "como provar", aplicável a cenários de verificação de permissões ou identidade.
MPC enfatiza "como calcular", aplicável a situações em que várias partes precisam colaborar em cálculos, mas ao mesmo tempo proteger a privacidade dos seus dados.
FHE enfatiza "como encriptação", aplicável a situações que exigem cálculos complexos enquanto mantém os dados em estado de encriptação.
Complexidade técnica:
A implementação de um protocolo ZK que seja eficaz e fácil de usar pode ser muito complexa, exigindo profundos conhecimentos em matemática e programação.
A MPC precisa resolver problemas de sincronização e eficiência de comunicação na sua implementação, especialmente em casos de múltiplas partes envolvidas.
FHE enfrenta enormes desafios de eficiência computacional, embora seja teoricamente muito atraente, a alta complexidade computacional e o custo de tempo na aplicação prática continuam a ser os principais obstáculos.
Estas três tecnologias de encriptação têm características distintas e desempenham um papel importante em diferentes cenários de aplicação. Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia, elas proporcionarão uma proteção mais robusta para a segurança dos nossos dados e a proteção da nossa privacidade.
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FHE, ZK e MPC: as três principais encriptações que ajudam na proteção da privacidade do Web3
FHE, ZK e MPC: comparação de três tecnologias avançadas de encriptação
Na era digital atual, a segurança dos dados e a proteção da privacidade tornaram-se cada vez mais importantes. A encriptação totalmente homomórfica (FHE), a prova de conhecimento zero (ZK) e a computação segura multipartidária (MPC) são três tecnologias avançadas de encriptação que desempenham papéis cruciais em diferentes cenários. Este artigo irá comparar detalhadamente as características e aplicações dessas três tecnologias.
Prova de Conhecimento Zero (ZK)
A tecnologia de provas de zero conhecimento visa resolver o problema de como verificar a veracidade da informação sem revelar o conteúdo específico. Ela é baseada na encriptação e permite a uma parte provar a outra a existência de um segredo, sem revelar qualquer informação sobre o próprio segredo.
Por exemplo, suponha que Alice precise provar à empresa de aluguel de carros que tem um bom crédito, mas não deseja fornecer extratos bancários detalhados. Neste caso, a "pontuação de crédito" fornecida pelo banco ou software de pagamento pode atuar como uma forma de prova de conhecimento zero. Alice pode provar que sua pontuação de crédito está dentro dos padrões sem exibir informações específicas da conta.
No campo da blockchain, a aplicação da tecnologia ZK pode ser referida a uma moeda anónima. Quando os utilizadores realizam transferências, precisam de provar que têm permissões suficientes de quantidade de moeda, mantendo a anonimidade. Ao gerar provas ZK, os mineiros podem verificar a legitimidade da transação e adicioná-la à cadeia sem conhecer a identidade do trader.
Cálculo seguro multipartido (MPC)
A tecnologia de computação segura multiparte foca em como permitir que múltiplos participantes completem uma tarefa de computação em conjunto, sem revelar informações sensíveis. Esta tecnologia permite que vários participantes colaborem na computação, sem que nenhuma das partes divulgue seus dados de entrada.
Por exemplo, se três pessoas quiserem calcular o seu salário médio, mas não estiverem dispostas a revelar os valores exatos dos seus salários. Elas podem dividir os seus salários em três partes, trocando duas partes entre as outras duas pessoas. Cada um soma os números recebidos e depois compartilha o resultado da soma. Por fim, os três somam esses três resultados de forma a obter a média, mas não conseguem determinar os salários exatos das outras pessoas, exceto o seu próprio.
No campo das criptomoedas, algumas plataformas de negociação lançaram carteiras MPC que utilizam esta tecnologia. Os usuários não precisam mais memorizar 12 palavras-chave, mas sim adotar um método semelhante à assinatura múltipla 2/2, armazenando a chave privada de forma distribuída no celular do usuário, na nuvem e na plataforma de negociação. Mesmo que o usuário perca o celular, ainda é possível recuperar a chave privada através das outras duas partes.
Encriptação Homomórfica Total (FHE)
A tecnologia de encriptação homomórfica total resolve a questão de como encriptar dados sensíveis, permitindo que sejam submetidos a cálculos auxiliares por terceiros não confiáveis, ao mesmo tempo garantindo que os resultados possam ser corretamente desencriptados.
Imagine um cenário em que Alice precisa confiar na poderosa capacidade de cálculo de Bob, mas não quer revelar os dados originais. Ela pode adicionar ruído aos dados (através de múltiplas adições/multiplicações encriptadas) e então permitir que Bob processe os dados encriptados. No final, Alice decifra e obtém o resultado real, enquanto Bob não sabe nada sobre o conteúdo.
A FHE é especialmente importante ao lidar com dados sensíveis em ambientes de computação em nuvem. Por exemplo, ao processar registos médicos ou informações financeiras pessoais, a FHE permite que os dados permaneçam encriptados durante todo o processo de processamento, protegendo assim a segurança dos dados e cumprindo os requisitos das regulamentações de privacidade.
No campo da blockchain, a tecnologia FHE pode ser aplicada para melhorar o processo de validação em pequenas redes PoS. Ao permitir que os nós completem a validação dos blocos sem conhecer as respostas uns dos outros, pode-se prevenir comportamentos de cópia entre os nós, aumentando o grau de descentralização da rede. Da mesma forma, em sistemas de votação, o FHE pode prevenir o voto em bloco, refletindo de forma mais precisa a verdadeira opinião pública.
Comparação de Três Tecnologias
Embora ZK, MPC e FHE se dediquem à proteção da privacidade e segurança dos dados, existem diferenças nos cenários de aplicação e na complexidade técnica:
Cenários de aplicação:
Complexidade técnica:
Estas três tecnologias de encriptação têm características distintas e desempenham um papel importante em diferentes cenários de aplicação. Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia, elas proporcionarão uma proteção mais robusta para a segurança dos nossos dados e a proteção da nossa privacidade.