FHE: Estado y futuro de la encriptación completamente homomórfica

La encriptación completamente homomórfica ( FHE ) es una tecnología de encriptación avanzada que permite realizar cálculos directamente sobre datos encriptados, lo que permite procesar datos mientras se protege la privacidad. La FHE tiene amplias perspectivas de aplicación en campos que requieren procesamiento de datos con protección de la privacidad, como las finanzas, la salud y la computación en la nube, pero debido a su enorme costo computacional y de memoria, la comercialización aún enfrenta desafíos.

El principio básico de la FHE es utilizar polinomios para ocultar la información del texto original y encriptar los datos a través de claves, polinomios aleatorios y pequeños polinomios de "ruido". Para realizar cálculos de profundidad arbitraria, la FHE emplea técnicas como el cambio de clave, el cambio de módulo y el arrastre para gestionar el ruido. Actualmente, las soluciones FHE más comunes incluyen BGV, BFV, TFHE y CKKS.

Los principales problemas que enfrenta la encriptación completamente homomórfica son los enormes costos de cálculo, que son aproximadamente 1 millón de veces más lentos que el cálculo normal. Para abordar este problema, DARPA de EE. UU. lanzó el programa DPRIVE, que tiene como objetivo aumentar la velocidad de cálculo de la encriptación completamente homomórfica a 1/10 de la velocidad del cálculo normal. Este programa se centra principalmente en aumentar la longitud de palabra del procesador, construir procesadores ASIC dedicados y desarrollar arquitecturas de cálculo paralelo.

En el campo de la blockchain, el Cifrado homomórfico (FHE) se utiliza principalmente para proteger la privacidad en la cadena, la privacidad de los datos de entrenamiento de IA, la privacidad de las votaciones en la cadena, entre otros. Algunos proyectos como Fhenix, Privasea, Inco Network, etc. están explorando la aplicación del FHE en la blockchain.

Actualmente, la tecnología FHE todavía se encuentra en una etapa temprana, enfrentando desafíos como la alta dificultad técnica y la incertidumbre en su comercialización. Sin embargo, con la llegada de más fondos y atención, así como el desarrollo de chips especializados, se espera que FHE traiga profundas transformaciones en sectores como la defensa, las finanzas y la salud. A pesar de su lento desarrollo, FHE, como una tecnología de vanguardia con una demanda clara, sigue siendo prometedora para el futuro.