Công nghệ FHE: Ngôi sao tương lai của tính toán riêng tư

Mã hóa hoàn toàn đồng nhất ( FHE ) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trực tiếp trên dữ liệu đã được mã hóa, từ đó xử lý dữ liệu trong khi vẫn bảo vệ quyền riêng tư. FHE có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như tài chính, y tế, điện toán đám mây, nhưng hiện tại vẫn đối mặt với những thách thức như chi phí tính toán cao và khả năng mở rộng kém.

Nguyên lý cơ bản của FHE là sử dụng đa thức để ẩn thông tin gốc. Trong quá trình mã hóa, sẽ có đa thức ngẫu nhiên và đa thức "nhiễu" nhỏ được đưa vào, và để giải mã cần biết đa thức khóa. Để hỗ trợ tính toán với độ sâu tùy ý, FHE đã áp dụng các công nghệ như chuyển đổi khóa, chuyển đổi mô-đun và Bootstrap để quản lý nhiễu.

Hiện tại, vấn đề chính của FHE là hiệu suất tính toán cực kỳ thấp, chậm hơn hàng trăm triệu lần so với tính toán thông thường. Cục Nghiên cứu và Phát triển Quốc phòng Hoa Kỳ (DARPA) đang thúc đẩy chương trình Dprive, hy vọng sẽ nâng cao tốc độ tính toán FHE lên 1/10 so với tính toán thông thường. Chương trình này bắt đầu từ việc tăng cường độ dài từ của bộ xử lý, thiết kế chip ASIC chuyên dụng, xây dựng kiến trúc song song MIMD.

Trong lĩnh vực blockchain, FHE có thể được sử dụng để bảo vệ quyền riêng tư trên chuỗi, quyền riêng tư dữ liệu đào tạo AI, v.v. Tuy nhiên, do vấn đề hiệu quả, ứng dụng hiện vẫn còn rất hạn chế. Các dự án chính bao gồm:

• Zama: Cung cấp chuỗi công cụ phát triển FHE dựa trên TFHE
• Octra: Sử dụng công nghệ hypergraphs độc quyền để thực hiện FHE
• Fhenix: Xây dựng mạng Layer 2 ưu tiên quyền riêng tư
• Privasea: Ứng dụng FHE để tính toán dữ liệu LLM

Công nghệ FHE vẫn đang ở giai đoạn đầu, triển vọng thương mại vẫn chưa rõ ràng. Tuy nhiên, với sự ra đời của các chip chuyên dụng, FHE có khả năng mang lại những thay đổi trong các lĩnh vực nhạy cảm về quyền riêng tư như quốc phòng, tài chính và y tế. Là một công nghệ then chốt hướng tới tương lai, FHE xứng đáng được tiếp tục theo dõi và khám phá.