Mã hóa đồng cấu hoàn toàn công nghệ phát triển và triển vọng ứng dụng

Công nghệ mã hóa luôn đóng vai trò quan trọng trong sự tiến bộ của nền văn minh nhân loại, đặc biệt trong lĩnh vực an ninh thông tin và bảo vệ quyền riêng tư. Nó không chỉ cung cấp sự bảo vệ cho việc truyền tải và lưu trữ dữ liệu, mà mã hóa bất đối xứng và hàm băm của nó còn được Satoshi Nakamoto áp dụng một cách sáng tạo, thiết kế ra cơ chế chứng minh công việc của Bitcoin, mở ra kỷ nguyên blockchain.

Với sự phát triển của công nghệ blockchain, các công nghệ mật mã tiên tiến như chứng minh không biết, tính toán nhiều bên và mã hóa đồng cấu hoàn toàn liên tục xuất hiện. Trong đó, mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) đặc biệt nổi bật, cho phép thực hiện các phép toán tùy ý trên dữ liệu đã mã hóa mà không cần giải mã, mang lại những khả năng mới cho tính toán bảo mật.

Giới thiệu về FHE

FHE là một loại công nghệ mã hóa đồng cấu, cho phép thực hiện tính toán trên dữ liệu đã mã hóa, và kết quả tính toán có thể được ánh xạ trực tiếp đến dữ liệu không mã hóa. So với mã hóa đồng cấu một phần, FHE hỗ trợ tính toán và thao tác không giới hạn.

Mặc dù nguyên lý toán học của mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) rất phức tạp, nhưng quy trình sử dụng tương đối đơn giản: tạo cặp khóa, mã hóa dữ liệu, thực hiện tính toán đồng cấu, giải mã kết quả. Trong thực tế, việc quản lý khóa giải mã là rất quan trọng.

Triển khai FHE trên blockchain

Để thực hiện FHE trên blockchain, cách lý tưởng là đóng gói nó thành một thư viện hợp đồng thông minh. Điều này cần sự hỗ trợ của máy ảo cho bộ lệnh cụ thể cần thiết cho FHE. Dựa trên EVM được sử dụng rộng rãi, công ty Zama đã phát triển fhEVM hỗ trợ việc thực hiện tính toán riêng tư bằng Solidity.

Các tính năng cốt lõi của fhEVM bao gồm:

• Cung cấp hỗ trợ thao tác FHE thông qua hợp đồng biên dịch trước
• Cơ chế giải mã dựa trên giao thức ngưỡng phân tán
• Thư viện hợp đồng Solidity hạ thấp rào cản phát triển

Giải pháp FHE-Rollups

Để xây dựng một hệ sinh thái hoàn chỉnh, Fhenix khám phá việc kết hợp fhEVM với công nghệ Rollup, đề xuất giải pháp Layer2 kiểu FHE-Rollups. Xét đến độ khó trong việc thực hiện, Fhenix đã chọn lộ trình công nghệ dựa trên Optimistic Rollups.

Công nghệ của Fhenix bao gồm:

• Biến thể của fraud prover của Arbitrum Nitro
• Thư viện lõi fheOS
• Mạng dịch vụ ngưỡng ( TSN )

Fhenix còn giới thiệu mô-đun Relay, cho phép các mạng blockchain khác nhau kết nối với FHE Coprocessors để sử dụng các chức năng FHE.

Triển vọng ứng dụng của FHE

Công nghệ FHE thể hiện triển vọng rộng lớn trong nhiều lĩnh vực:

• Trò chơi toàn chuỗi bảo vệ quyền riêng tư
• Bảo vệ DeFi/MEV
• Bảo vệ quyền riêng tư trong quá trình huấn luyện mô hình AI

Phát triển hệ sinh thái mã hóa đồng cấu hoàn toàn

Ngoài Zama và Fhenix, trong hệ sinh thái FHE còn có một loạt dự án đáng chú ý khác:

• Kem chống nắng: Trình biên dịch FHE tự phát triển
• Mind Network: Kết hợp mạng FHE của EigenLayer
• PADO Labs: zkFHE tích hợp ZKP và Mã hóa đồng cấu hoàn toàn
• Arcium: Mạng tính toán bí mật song song
• Inco Network: Tối ưu hóa hiệu suất tính toán FHE của Layer1
• Treat: Lớp 3 FHE của hệ sinh thái Shiba
• octra: Hỗ trợ mạng FHE với môi trường thực thi cách ly
• BasedAI: Mạng đưa chức năng FHE vào LLM
• Encifher: Cam kết với dự án FHEML
• Privasea: Mạng FHE hướng tới suy luận ML trong lĩnh vực AI

Công nghệ FHE đang phát triển nhanh chóng, trong tương lai có thể đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, mang lại những khả năng mới cho blockchain.