повністю гомоморфне шифрування(FHE) технології розвитку стану та перспективи застосування

Технології шифрування відіграють важливу роль у процесі розвитку людської цивілізації, особливо в галузі інформаційної безпеки та захисту приватності. У 2008 році Сатоші Накамото інноваційно поєднав асиметричне шифрування та хеш-функції, розробивши механізм доказу виконаної роботи, що сприяло виникненню біткойна та відкриттю ери блокчейн.

З розвитком технології блокчейн деякі передові технології шифрування поступово набувають популярності, включаючи нульові знання (ZKP), багатосторонні обчислення (MPC) та повністю гомоморфне шифрування (FHE) тощо. Серед них FHE, як "святий грааль" шифрування, дозволяє виконувати будь-які обчислення над зашифрованими даними без їх розшифрування, що дозволяє реалізувати комбіновані обчислення з конфіденційності в ланцюзі, відкриваючи нові можливості для багатьох галузей.

Основна характеристика повністю гомоморфного шифрування (FHE) полягає в тому, що воно дозволяє виконувати обчислення та операції над шифрованими даними, які можуть бути безпосередньо відображені на відкритих даних, зберігаючи математичні властивості зашифрованих даних незмінними. FHE підтримує нескінченну кількість обчислень і операцій над зашифрованими даними.

У сфері FHE відкриті продукти компаній Microsoft та Zama мають великий вплив. Бібліотека SEAL від Microsoft підтримує повністю гомоморфне та часткове гомоморфне шифрування, надаючи ефективний C++ інтерфейс. Бібліотека TFHE від Zama зосереджена на високопродуктивному повністю гомоморфному шифруванні, надаючи послуги через інтерфейс на мові C.

Для блокчейн-додатків використання схем безпечних багатопартійних обчислень з пороговим значенням (TMPC) для управління ключами шифрування є перспективним варіантом. Ця схема дозволяє кільком учасникам спільно управляти ключами, і дані можуть бути розшифровані лише при досягненні попередньо визначеного порогового значення, що підвищує рівень безпеки.

Компанія Zama, окрім надання бібліотеки TFHE, також представила два важливі продукти: Concrete ML та fhEVM. Concrete ML використовується для приватних обчислень у машинному навчанні, а fhEVM підтримує використання технології FHE в смарт-контрактах Ethereum.

Проект Fhenix досліджує поєднання fhEVM з технологією Rollup для створення рішення FHE-Rollups типу Layer2. Fhenix використовує рішення Optimistic Rollups, стек технологій включає варіант доказу шахрайства Arbitrum Nitro, основну бібліотеку fheOS та мережу сервісів з пороговим шифруванням (TSN) та інші компоненти.

Fhenix також впровадив модуль Relay, який дозволяє різним публічним блокчейнам та мережам Layer2/3 підключатися до FHE Coprocessors для використання функцій FHE. Співпрацюючи з EigenLayer, Fhenix підвищив ефективність і гнучкість FHE Coprocessors.

Технологія FHE має великі перспективи застосування в таких сферах, як повністю гомоморфне шифрування, DeFi та штучний інтелект:

1. У грі забезпечити шифрування для запобігання реальному маніпулюванню та захисту конфіденційності гравців.

2. Захист чутливих даних у DeFi, зменшення ризику атак MEV.

3. Захист особистих даних під час навчання моделей ШІ.

Технологія FHE отримала визнання від представників галузі, включаючи Віталіка Бутеріна. Окрім Zama та Fhenix, в екосистемі FHE є й інші проекти, які заслуговують на увагу, такі як Sunscreen, Mind Network, PADO Labs, Arcium, Inco Network, Treat та інші. Неприбуткові дослідницькі та освітні установи, такі як FHE.org та FHE Onchain, також забезпечили важливу підтримку розвитку екосистеми.

З розвитком проектів, таких як Fhenix, технологія FHE має перспективи широкого застосування в різних сферах, приносячи нові інновації та енергію в галузі блокчейну та шифрування.