FHE: Майбутнє приватних обчислень

Повна гомоморфна криптографія ( FHE ) є вдосконаленою технологією шифрування, яка дозволяє безпосередньо виконувати обчислення на зашифрованих даних, таким чином обробляючи дані, захищаючи конфіденційність. FHE має потенційні сфери застосування в таких галузях, як фінанси, охорона здоров'я, хмарні обчислення тощо, особливо підходить для обробки та аналізу даних з урахуванням конфіденційності. Однак через величезні витрати на обчислення та пам'ять комерціалізація FHE все ще потребує часу.

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягаючи плащ-невидимку Гаррі Поттера

Основний принцип FHE полягає в приховуванні вихідної інформації за допомогою многочленів і введенні випадкового шуму для посилення безпеки. Щоб реалізувати обчислення без обмежень за глибиною, FHE використовує такі технології, як перемикання ключів, перемикання модулів та керування шумом. В даний час основними схемами FHE є BGV, BFV, CKKS та TFHE.

Хоча технологія FHE має великі перспективи, її найбільшим викликом є обчислювальна ефективність. У порівнянні з звичайними обчисленнями, витрати на обчислення FHE можуть бути в мільйони разів вищими. З цією метою, Дослідницьке агентство Міністерства оборони США (DARPA) запустило спеціальну програму Dprive, метою якої є підвищення швидкості обчислень FHE до приблизно 1/10 звичайних обчислень. Програма зосереджена на збільшенні довжини слів процесора, створенні спеціальних мікросхем ASIC, реалізації архітектури MIMD паралелізму тощо, намагаючись подолати продуктивність FHE.

У сфері блокчейн FHE в основному використовується для захисту конфіденційності даних, включаючи конфіденційні транзакції на ланцюгу, захист конфіденційності даних для навчання ШІ, конфіденційне голосування тощо. Деякі проекти, такі як Fhenix, Privasea та інші, досліджують застосування FHE у блокчейні. Зокрема, компанія Zama на базі рішення TFHE розробила досить зрілий інструментальний набір FHE, що забезпечує зручність для блокчейн-проектів.

Хоча FHE все ще знаходиться на ранній стадії та стикається з багатьма технічними викликами, з розвитком спеціалізованих чіпів та постійними капіталовкладеннями FHE має потенціал для здійснення революційних змін у майбутньому, особливо в таких сферах, як оборона, фінанси, медицина, де вимоги до конфіденційності є надзвичайно високими. Як перспективна передова технологія, FHE заслуговує на постійну увагу та дослідження з боку індустрії.