Повністю гомоморфне шифрування(FHE) розвиток та застосування
Повністю гомоморфне шифрування(FHE) концепція вперше була представлена в 70-х роках ХХ століття, але протягом тривалого часу залишалася важкодоступною для реалізації. Її основна ідея полягає у шифруванні даних та виконанні обчислень без їх розшифрування. Спочатку можна було виконувати лише прості операції додавання, віднімання, множення та ділення на зашифрованих даних, що називалося частковим гомоморфним шифруванням. У 2009 році Крейг Джентрі досяг проривного прогресу, продемонструвавши можливість виконання довільних обчислень на зашифрованих даних, що сприяло розвитку повністю гомоморфного шифрування.
FHE є передовою технологією шифрування, яка дозволяє виконувати обчислення на зашифрованих даних без їх розшифрування. Це означає, що можна виконувати операції над зашифрованим текстом ( та зашифрованими даними ) і генерувати зашифрований результат, який після розшифрування буде відповідати результату тієї ж операції, виконаної над відкритими даними (.
![повністю гомоморфне шифрування (FHE) прогрес та застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f75d873de5f26f5fd416bc40f50afe73.webp(
Ключові особливості повністю гомоморфного шифрування
Гомоморфність
Додавання: Операція додавання з шифротекстом еквівалентна операції додавання з відкритим текстом.
E)a+b(=E)a(+E)b(
Множення: Виконання множення над зашифрованими даними еквівалентно виконанню множення над відкритими даними.
E)a×b(=E)a(×E)b(
Управління шумом: Під час шифрування FHE до шифрованого тексту додається шум для забезпечення безпеки. Але після кожної операції шум збільшується, тому важливо управляти та мінімізувати шум, інакше це може призвести до неточностей у обчисленнях або до їх невдачі.
Безмежні операції: На відміну від часткового гомоморфного шифрування)PHE( та деякого гомоморфного шифрування)SHE(, FHE підтримує безмежну кількість додавання та множення, що дозволяє виконувати будь-які типи обчислень на зашифрованих даних.
Строго кажучи, повністю гомоморфне шифрування є особливим випадком гомоморфного шифрування. Гомоморфне шифрування означає, що виконання операцій додавання або множення над шифрованими даними еквівалентно виконанню тих же операцій над відкритими даними:
E)a+b(=E)a(+E)b(
E)a×b(=E)a(×E)b(
Тут a та E)a(, b та E)b( можуть вважатися еквівалентними. Але слід звернути увагу на дві важливі проблеми:
Еквівалентність між відкритим текстом і зашифрованим текстом стосується додавання шуму до відкритого тексту перед виконанням операцій для отримання зашифрованого тексту. Якщо шум призводить до значних відхилень, обчислення можуть зазнати невдачі. Тому контроль шуму є надзвичайно важливим для різних алгоритмів.
Витрати на додавання та множення є величезними. Обчислення над шифрованими даними може займати в 10 000 до 1 000 000 разів більше часу, ніж обчислення над відкритими даними. Повністю гомоморфне шифрування реалізується лише тоді, коли можливо виконувати нескінченну кількість додавань та множень над шифрованими даними.
Згідно з рівнем реалізації, гомоморфне шифрування можна поділити на такі типи:
Часткове гомоморфне шифрування ) PHE (: підтримує нескінченну кількість операцій ) додавання або множення (. Як RSA є частково гомоморфним в множенні.
Деяке гомоморфне шифрування ) SHE (: підтримує обмежену кількість додавання та множення. Підходить для специфічних застосувань, які вимагають лише невелику кількість операцій.
Повністю гомоморфне шифрування)FHE(: підтримує нескінченну кількість додавання та множення, дозволяє виконувати будь-які обчислення на зашифрованих даних. Надзвичайно потужне, але обчислювально інтенсивне.
Основна перевага FHE полягає в можливості виконувати будь-які види обчислень на зашифрованих даних, забезпечуючи конфіденційність і безпеку всього процесу обчислень.
Застосування повністю гомоморфного шифрування в блокчейні
FHE має потенціал стати ключовою технологією для масштабованості та захисту конфіденційності в блокчейні. Сучасний блокчейн за замовчуванням є прозорим, кожна транзакція та змінні смарт-контрактів є публічними. FHE може перетворити повністю прозорий блокчейн у частково зашифровану форму, одночасно залишаючись під контролем смарт-контрактів.
Деякі проекти розробляють віртуальну машину FHE, що дозволяє програмістам писати код Solidity для роботи з примітивами FHE. Цей підхід може вирішити проблеми конфіденційності на сучасних блокчейнах, зробивши можливими випадки використання, такі як шифровані платежі, ігрові автомати та казино, водночас зберігаючи графік транзакцій, що є більш дружнім до регуляторів у порівнянні з іншими рішеннями з конфіденційності.
Іншим ключовим застосуванням FHE є покращення доступності проектів конфіденційності. Деякі проекти конфіденційності мають серйозні проблеми з доступністю, такі як тривалий час отримання інформації про баланс і затримки синхронізації. FHE пропонує рішення через конфіденційний пошук повідомлень )OMR(, що дозволяє клієнтам гаманців синхронізуватися без розкриття вмісту доступу.
Однак, FHE не може безпосередньо вирішити проблеми масштабованості блокчейну, такі як технологія Rollup. Поєднання FHE з нульовими знаннями )ZKP( може допомогти вирішити деякі виклики масштабованості. Доведене FHE може забезпечити правильне виконання обчислень, подібно до ZK Rollups, надаючи надійний механізм обчислень для середовища блокчейну.
Відношення між FHE та нульовим доказом ) ZKP (
FHE та ZKP є взаємодоповнюючими технологіями, але слугують різним цілям. ZKP дозволяє верифіковані обчислення та атрибути нульового знання, забезпечуючи конфіденційність приватного стану. Проте, ZKP не забезпечує конфіденційність спільного стану, що є критично важливим для платформ без дозволів для смарт-контрактів. У цьому випадку FHE та багатопартійні обчислення )MPC( відіграють роль, дозволяючи виконувати обчислення над зашифрованими даними без розкриття самих даних.
Поєднання ZKP та FHE значно збільшить обчислювальну складність, якщо тільки конкретний випадок не вимагатиме цього, інакше це є непрактичним.
Поточний етап FHE та майбутні перспективи
FHE в розробці приблизно відстає від ZKP на три-чотири роки, але швидко наздоганяє. Перші покоління FHE проєктів запускають тестову мережу, а основна мережа очікується на випуск пізніше цього року. Незважаючи на те, що FHE все ще має вищі обчислювальні витрати, ніж ZKP, потенціал його масового впровадження назріває. Як тільки FHE увійде в виробництво і масштабується, очікується, що він зростатиме так швидко, як ZK Rollups.
Виклики та перешкоди
Впровадження FHE стикається з кількома викликами, зокрема, з обчислювальною ефективністю та управлінням ключами. Обчислення операцій самозавантаження в FHE є обчислювально інтенсивними, але з розвитком алгоритмів і оптимізацією в інженерії ситуація покращується. Для конкретних випадків використання альтернативи, що не використовують операції самозавантаження, можуть бути більш ефективними.
Управління ключами також приносить виклики. Деякі проекти потребують управління ключами з порогом, що включає групу валідаторів, які мають можливість розшифровувати. Цей метод потребує подальшого розвитку, щоб подолати проблему єдиної точки відмови.
Стан ринку повністю гомоморфного шифрування
Компанії з ризикового шифрування активно інвестують у сферу FHE, визнаючи її потенціал. Деякі проекти зосереджені на випадках використання fhEVM і працюють з партнерами над розробкою застосувань, таких як слоти, казино, комерційні платежі та ігри.
Поріг FHE) TFHE( поєднує FHE з MPC та блокчейном, що особливо перспективно, відкриває нові випадки використання. Дружність розробників FHE дозволяє програмувати за допомогою Solidity, що робить його практичним і здійсненним у розробці додатків.
Регуляторне середовище
Регуляторне середовище для технологій конфіденційності, таких як FHE, різниться в різних регіонах. Незважаючи на те, що захист даних має широку підтримку, фінансова конфіденційність залишається сірою зоною. FHE має потенціал для посилення конфіденційності даних, дозволяючи користувачам зберігати право власності на дані та, можливо, отримувати з них прибуток, зберігаючи при цьому соціальні вигоди, такі як таргетована реклама.
У перспективі, поступове вдосконалення теорії, програмного забезпечення, апаратного забезпечення та алгоритмів, як очікується, зробить повністю гомоморфне шифрування все більш практичним. Розробка FHE наразі переходить від теоретичних досліджень до практичного застосування, і очікується, що протягом наступних трьох-п’яти років будуть значні досягнення.
Висновок
повністю гомоморфне шифрування)FHE( знаходиться на межі революційних змін у сфері шифрування, пропонуючи передові рішення для захисту приватності та безпеки. Завдяки постійному прогресу та зростаючій увазі венчурного капіталу, FHE має потенціал для масштабного впровадження, вирішуючи ключові проблеми масштабованості блокчейну та захисту приватності. З розвитком технології, вона має потенціал для відкриття нових можливостей, стимулюючи інновації в різних додатках екосистеми шифрування.
![повністю гомоморфне шифрування (FHE) прогрес і застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-97e1ef48e90d438cfe636a91f4eff522.webp(
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
15 лайків
Нагородити
15
3
Поділіться
Прокоментувати
0/400
ForkLibertarian
· 2год тому
Стара технологія розгорілася лише зараз
Переглянути оригіналвідповісти на0
MissingSats
· 22год тому
Ім'я користувача: MissingSats Опис: Безробітний ходлер Біткойна, має собаку шиба
Текст коментаря: Це просто абсурд, людина вирішує задачу, а вони ще й ховають її.
повністю гомоморфне шифрування FHE: новий напрямок у вирішенні проблем конфіденційності та масштабованості Блокчейн
Повністю гомоморфне шифрування(FHE) розвиток та застосування
Повністю гомоморфне шифрування(FHE) концепція вперше була представлена в 70-х роках ХХ століття, але протягом тривалого часу залишалася важкодоступною для реалізації. Її основна ідея полягає у шифруванні даних та виконанні обчислень без їх розшифрування. Спочатку можна було виконувати лише прості операції додавання, віднімання, множення та ділення на зашифрованих даних, що називалося частковим гомоморфним шифруванням. У 2009 році Крейг Джентрі досяг проривного прогресу, продемонструвавши можливість виконання довільних обчислень на зашифрованих даних, що сприяло розвитку повністю гомоморфного шифрування.
FHE є передовою технологією шифрування, яка дозволяє виконувати обчислення на зашифрованих даних без їх розшифрування. Це означає, що можна виконувати операції над зашифрованим текстом ( та зашифрованими даними ) і генерувати зашифрований результат, який після розшифрування буде відповідати результату тієї ж операції, виконаної над відкритими даними (.
![повністю гомоморфне шифрування (FHE) прогрес та застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f75d873de5f26f5fd416bc40f50afe73.webp(
Ключові особливості повністю гомоморфного шифрування
Гомоморфність
E)a+b(=E)a(+E)b(
E)a×b(=E)a(×E)b(
Управління шумом: Під час шифрування FHE до шифрованого тексту додається шум для забезпечення безпеки. Але після кожної операції шум збільшується, тому важливо управляти та мінімізувати шум, інакше це може призвести до неточностей у обчисленнях або до їх невдачі.
Безмежні операції: На відміну від часткового гомоморфного шифрування)PHE( та деякого гомоморфного шифрування)SHE(, FHE підтримує безмежну кількість додавання та множення, що дозволяє виконувати будь-які типи обчислень на зашифрованих даних.
Строго кажучи, повністю гомоморфне шифрування є особливим випадком гомоморфного шифрування. Гомоморфне шифрування означає, що виконання операцій додавання або множення над шифрованими даними еквівалентно виконанню тих же операцій над відкритими даними:
E)a+b(=E)a(+E)b(
E)a×b(=E)a(×E)b(
Тут a та E)a(, b та E)b( можуть вважатися еквівалентними. Але слід звернути увагу на дві важливі проблеми:
Еквівалентність між відкритим текстом і зашифрованим текстом стосується додавання шуму до відкритого тексту перед виконанням операцій для отримання зашифрованого тексту. Якщо шум призводить до значних відхилень, обчислення можуть зазнати невдачі. Тому контроль шуму є надзвичайно важливим для різних алгоритмів.
Витрати на додавання та множення є величезними. Обчислення над шифрованими даними може займати в 10 000 до 1 000 000 разів більше часу, ніж обчислення над відкритими даними. Повністю гомоморфне шифрування реалізується лише тоді, коли можливо виконувати нескінченну кількість додавань та множень над шифрованими даними.
Згідно з рівнем реалізації, гомоморфне шифрування можна поділити на такі типи:
Часткове гомоморфне шифрування ) PHE (: підтримує нескінченну кількість операцій ) додавання або множення (. Як RSA є частково гомоморфним в множенні.
Деяке гомоморфне шифрування ) SHE (: підтримує обмежену кількість додавання та множення. Підходить для специфічних застосувань, які вимагають лише невелику кількість операцій.
Повністю гомоморфне шифрування)FHE(: підтримує нескінченну кількість додавання та множення, дозволяє виконувати будь-які обчислення на зашифрованих даних. Надзвичайно потужне, але обчислювально інтенсивне.
Основна перевага FHE полягає в можливості виконувати будь-які види обчислень на зашифрованих даних, забезпечуючи конфіденційність і безпеку всього процесу обчислень.
Застосування повністю гомоморфного шифрування в блокчейні
FHE має потенціал стати ключовою технологією для масштабованості та захисту конфіденційності в блокчейні. Сучасний блокчейн за замовчуванням є прозорим, кожна транзакція та змінні смарт-контрактів є публічними. FHE може перетворити повністю прозорий блокчейн у частково зашифровану форму, одночасно залишаючись під контролем смарт-контрактів.
Деякі проекти розробляють віртуальну машину FHE, що дозволяє програмістам писати код Solidity для роботи з примітивами FHE. Цей підхід може вирішити проблеми конфіденційності на сучасних блокчейнах, зробивши можливими випадки використання, такі як шифровані платежі, ігрові автомати та казино, водночас зберігаючи графік транзакцій, що є більш дружнім до регуляторів у порівнянні з іншими рішеннями з конфіденційності.
Іншим ключовим застосуванням FHE є покращення доступності проектів конфіденційності. Деякі проекти конфіденційності мають серйозні проблеми з доступністю, такі як тривалий час отримання інформації про баланс і затримки синхронізації. FHE пропонує рішення через конфіденційний пошук повідомлень )OMR(, що дозволяє клієнтам гаманців синхронізуватися без розкриття вмісту доступу.
Однак, FHE не може безпосередньо вирішити проблеми масштабованості блокчейну, такі як технологія Rollup. Поєднання FHE з нульовими знаннями )ZKP( може допомогти вирішити деякі виклики масштабованості. Доведене FHE може забезпечити правильне виконання обчислень, подібно до ZK Rollups, надаючи надійний механізм обчислень для середовища блокчейну.
Відношення між FHE та нульовим доказом ) ZKP (
FHE та ZKP є взаємодоповнюючими технологіями, але слугують різним цілям. ZKP дозволяє верифіковані обчислення та атрибути нульового знання, забезпечуючи конфіденційність приватного стану. Проте, ZKP не забезпечує конфіденційність спільного стану, що є критично важливим для платформ без дозволів для смарт-контрактів. У цьому випадку FHE та багатопартійні обчислення )MPC( відіграють роль, дозволяючи виконувати обчислення над зашифрованими даними без розкриття самих даних.
Поєднання ZKP та FHE значно збільшить обчислювальну складність, якщо тільки конкретний випадок не вимагатиме цього, інакше це є непрактичним.
Поточний етап FHE та майбутні перспективи
FHE в розробці приблизно відстає від ZKP на три-чотири роки, але швидко наздоганяє. Перші покоління FHE проєктів запускають тестову мережу, а основна мережа очікується на випуск пізніше цього року. Незважаючи на те, що FHE все ще має вищі обчислювальні витрати, ніж ZKP, потенціал його масового впровадження назріває. Як тільки FHE увійде в виробництво і масштабується, очікується, що він зростатиме так швидко, як ZK Rollups.
Виклики та перешкоди
Впровадження FHE стикається з кількома викликами, зокрема, з обчислювальною ефективністю та управлінням ключами. Обчислення операцій самозавантаження в FHE є обчислювально інтенсивними, але з розвитком алгоритмів і оптимізацією в інженерії ситуація покращується. Для конкретних випадків використання альтернативи, що не використовують операції самозавантаження, можуть бути більш ефективними.
Управління ключами також приносить виклики. Деякі проекти потребують управління ключами з порогом, що включає групу валідаторів, які мають можливість розшифровувати. Цей метод потребує подальшого розвитку, щоб подолати проблему єдиної точки відмови.
Стан ринку повністю гомоморфного шифрування
Компанії з ризикового шифрування активно інвестують у сферу FHE, визнаючи її потенціал. Деякі проекти зосереджені на випадках використання fhEVM і працюють з партнерами над розробкою застосувань, таких як слоти, казино, комерційні платежі та ігри.
Поріг FHE) TFHE( поєднує FHE з MPC та блокчейном, що особливо перспективно, відкриває нові випадки використання. Дружність розробників FHE дозволяє програмувати за допомогою Solidity, що робить його практичним і здійсненним у розробці додатків.
Регуляторне середовище
Регуляторне середовище для технологій конфіденційності, таких як FHE, різниться в різних регіонах. Незважаючи на те, що захист даних має широку підтримку, фінансова конфіденційність залишається сірою зоною. FHE має потенціал для посилення конфіденційності даних, дозволяючи користувачам зберігати право власності на дані та, можливо, отримувати з них прибуток, зберігаючи при цьому соціальні вигоди, такі як таргетована реклама.
У перспективі, поступове вдосконалення теорії, програмного забезпечення, апаратного забезпечення та алгоритмів, як очікується, зробить повністю гомоморфне шифрування все більш практичним. Розробка FHE наразі переходить від теоретичних досліджень до практичного застосування, і очікується, що протягом наступних трьох-п’яти років будуть значні досягнення.
Висновок
повністю гомоморфне шифрування)FHE( знаходиться на межі революційних змін у сфері шифрування, пропонуючи передові рішення для захисту приватності та безпеки. Завдяки постійному прогресу та зростаючій увазі венчурного капіталу, FHE має потенціал для масштабного впровадження, вирішуючи ключові проблеми масштабованості блокчейну та захисту приватності. З розвитком технології, вона має потенціал для відкриття нових можливостей, стимулюючи інновації в різних додатках екосистеми шифрування.
![повністю гомоморфне шифрування (FHE) прогрес і застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-97e1ef48e90d438cfe636a91f4eff522.webp(
Опис: Безробітний ходлер Біткойна, має собаку шиба
Текст коментаря:
Це просто абсурд, людина вирішує задачу, а вони ще й ховають її.