FHE: окончательное решение для защиты конфиденциальности данных

FHE( полностью гомоморфное шифрование ) — это先进ная технология шифрования, которая позволяет выполнять вычисления непосредственно над зашифрованными данными, обеспечивая защиту конфиденциальности при обработке данных. Эта технология имеет широкие перспективы применения в таких сферах, как финансы, здравоохранение, облачные вычисления и др., но в настоящее время все еще сталкивается с такими проблемами, как огромные вычислительные затраты и плохая масштабируемость, что требует дальнейших технологических прорывов для достижения коммерциализации.

Основные принципы FHE

Ядром FHE является скрытие оригинальной информации с помощью многочлена и преобразование вычислений в форму цепей. Весь процесс включает:

1. Выберите многочлен ключа, случайный многочлен и малый многочлен "ошибки".
2. Зашифруйте оригинальный текст с помощью этих многочленов
3. Преобразование вычислений в форму электрических схем
4. Используйте такие технологии, как переключение ключей, переключение модулей и загрузка для управления шумом

Ключевым моментом является использование технологии Bootstrap(, которая может сбросить шум до начального уровня, позволяя проводить вычисления с бесконечной глубиной. В настоящее время основные схемы FHE, такие как TFHE, CKKS и другие, используют технологию Bootstrap.

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, облаченный в невидимку Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4a7670767b0963cded31da66c52ad97e.webp(

Основные вызовы FHE

Основная проблема FHE заключается в слишком больших вычислительных затратах. Например, время вычисления расшифровки AES-128 в версии FHE составляет примерно 500 миллионов раз больше, чем в обычной версии. Это связано в первую очередь с дополнительными затратами, вызванными косвенными вычислительными процессами в криптографии и такими технологиями, как привязка.

Для решения этой проблемы DARPA США запустила программу DPRIVE, цель которой состоит в том, чтобы увеличить скорость вычислений с FHE до 1/10 от обычных вычислений. Программа в основном сосредоточена на следующих аспектах:

1. Увеличить длину слова процессора
2. Построение специализированного ASIC-процессора
3. Использование архитектуры параллелизма MIMD

Хотя план DPRIVE близок к завершению, он все еще не достиг ожидаемых целей, и улучшение производительности FHE еще впереди.

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, наделивший невидимую мантию Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-186e4abe7434e22b3daf0389cf199699.webp(

Применение FHE в блокчейне

В области блокчейна FHE в основном используется для защиты конфиденциальности данных в цепочке, включая:

• Приватные транзакции на блокчейне
• Защита конфиденциальности данных для обучения ИИ
• Приватность голосования в блокчейне
• Защита от MEV и т.д.

Но из-за ограничений производительности использование FHE в блокчейне по-прежнему ограничено.

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, одетый в невидимую мантию Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-673ae606fcd3769523e1a330f991464d.webp(

Основные проекты FHE

В настоящее время проекты FHE в области блокчейна в основном включают:

• Zama: предоставляет инструменты разработки на основе TFHE
• Fhenix: создание оптимизма второго уровня с приоритетом конфиденциальности
• Privasea: Защита конфиденциальности данных для LLM
• Inco Network: Сборка FHE уровня 1
• Arcium: Слияние различных криптографических технологий
• Octra: новая реализация FHE на основе гиперграфов

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, облаченный в невидимку Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-22d66cabb8f0a526bb728b7b4ced159b.webp(

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, облаченный в плащ-невидимку Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-d745afb65d7c110a6e6333a6d73b60b5.webp(

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, облачение в невидимую мантию Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-99ea73218c9e569a2de152d8a37338f4.webp(

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, надевший мантию невидимки Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-74c86e1ff0ef22f5aef9b5cc441d60eb.webp(

![Gate Ventures Исследовательский центр: FHE, одетый в невидимую мантию Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93dd078bf652201018797c88a14203f9.webp(

![Gate Ventures Исследовательский институт: FHE, облаченный в невидимую мантию Гарри Поттера])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ed3a576f24107d796df96ed44068e43f.webp(

Перспективы FHE

Технология FHE все еще находится на ранней стадии, и до ее массового коммерческого применения еще далеко. Будущее развитие в основном зависит от следующих аспектов:

1. Прогресс в разработке специализированных чипов FHE
2. Более эффективный алгоритм FHE
3. Постоянные инвестиции капитала
4. Реализация в ключевых областях, таких как оборона, финансы, медицина.

Несмотря на множество вызовов, FHE как перспективная технология защиты конфиденциальности по-прежнему заслуживает внимания в будущем. С постоянными технологическими прорывами и расширением областей применения, FHE имеет потенциал для экспоненциального роста в будущем, что приведет к революционным изменениям в защите данных.