Análisis de la tecnología de encriptación completamente homomórfica y sus escenarios de aplicación

La encriptación completamente homomórfica ( FHE ) es una tecnología de encriptación avanzada que permite realizar cálculos directamente sobre datos encriptados sin necesidad de desencriptarlos. A diferencia de la encriptación estática tradicional y la encriptación de transmisión, FHE puede soportar un procesamiento de datos complejo mientras protege la privacidad.

La ventaja clave de la FHE es que permite realizar operaciones de funciones arbitrarias en estado de cifrado, y los resultados de salida siguen en forma encriptada. Esto permite que los datos sensibles se procesen de manera segura en entornos no confiables, como plataformas de computación en la nube. La seguridad de la FHE se basa en algoritmos de encriptación y no depende del hardware, por lo que puede prevenir eficazmente todo tipo de ataques de canal lateral.

El sistema FHE generalmente incluye tres tipos de claves:

1. Clave de descifrado: clave maestra, utilizada para descifrar el resultado final.
2. Clave de encriptación: utilizada para encriptar datos originales.
3. Cálculo de claves: utilizado para realizar operaciones homomórficas sobre el texto cifrado.

FHE tiene varios modos de aplicación:

• Modelo de outsourcing: entregar datos encriptados a un tercero para su procesamiento, aplicable en escenarios como PIR.
• Modo de cálculo de dos partes: ambas partes proporcionan datos privados para realizar un cálculo conjunto.
• Modo de agregación: recopila datos de múltiples partes, aplicados en aprendizaje federado, votación electrónica, etc.
• Modo cliente-servidor: el servidor proporciona el modelo de IA, el cliente proporciona datos privados.

A pesar de que la e encriptación completamente homomórfica tiene un alto costo computacional, posee ventajas únicas en escenarios donde se requieren altas exigencias de protección de la privacidad. En el futuro, con el desarrollo de hardware especializado, se espera que la e encriptación completamente homomórfica tenga una aplicación más amplia.

En la práctica, la encriptación completamente homomórfica (FHE) puede verificar la corrección de los cálculos mediante la introducción de cálculos redundantes, firmas digitales y otros métodos. Al mismo tiempo, se pueden utilizar mecanismos como el reparto de claves para controlar los permisos de descifrado. El desarrollo de la FHE abrirá nuevas posibilidades en el campo de la computación privada.