FHE: El futuro de la computación privada

FHE( la criptografía totalmente homomórfica ) es una tecnología de cifrado avanzada que permite realizar cálculos directamente sobre datos cifrados, protegiendo así la privacidad mientras se procesan los datos. FHE tiene aplicaciones potenciales en varios campos como finanzas, salud y computación en la nube, pero la comercialización aún requiere tiempo, siendo el principal problema su enorme costo computacional y de memoria.

Principios básicos

El núcleo de FHE es ocultar la información original a través de polinomios. El proceso de cifrado incluye la selección de un polinomio clave, la generación de un polinomio aleatorio y un pequeño polinomio de "error". Para hacer frente al problema del crecimiento del ruido, FHE utiliza las siguientes técnicas:

• Cambio de clave: reducir el tamaño del texto cifrado
• Cambio de módulo: reducir el presupuesto de ruido
• Bootstrap: restablecer el ruido al nivel original

Los principales esquemas de FHE actuales utilizan la tecnología de Bootstrap, pero el costo computacional es enorme.

Desafíos enfrentados

El costo de cálculo de FHE es miles de millones de veces mayor que el cálculo ordinario. La DARPA de EE. UU. lanzó el programa Dprive, cuyo objetivo es aumentar la velocidad de cálculo de FHE a 1/10 de la de los cálculos normales. Se centra principalmente en los siguientes aspectos:

• Aumentar la longitud de palabra del procesador
• Construir procesadores ASIC
• Construir una arquitectura paralela MIMD

Aunque el progreso es lento, FHE sigue siendo de gran importancia en la protección de datos sensibles, especialmente en la era post-cuántica.

Aplicaciones de blockchain

FHE se utiliza principalmente en blockchain para proteger la privacidad de los datos, con aplicaciones que incluyen la privacidad en cadena, la privacidad de los datos de entrenamiento de IA, la privacidad en las votaciones en cadena, entre otros. También se considera una de las soluciones potenciales para el MEV. Sin embargo, las transacciones completamente cifradas también pueden traer nuevos problemas.

Proyectos Principales

• Zama: ha construido una pila de desarrollo bastante completa basada en el esquema TFHE
• Octra: utiliza la tecnología de hipergrafos para implementar bootstrap, creando un nuevo lenguaje de contratos inteligentes

Perspectivas

La tecnología FHE aún se encuentra en una etapa temprana y enfrenta numerosos desafíos. Sin embargo, con la llegada de más fondos y talentos, así como la implementación de chips FHE, se espera que traiga profundas transformaciones en campos como la defensa, las finanzas y la medicina. FHE, como una tecnología con un gran potencial, promete un futuro esperanzador.