FHE: O futuro da computação privada

FHE( a criptografia totalmente homomórfica ) é uma tecnologia de criptografia avançada que permite realizar cálculos diretamente em dados criptografados, processando dados enquanto protege a privacidade. FHE tem aplicações potenciais em várias áreas, como finanças, saúde e computação em nuvem, mas a comercialização ainda precisa de tempo, sendo o principal problema o grande custo computacional e de memória.

Princípios Básicos

O núcleo do FHE é ocultar informações originais por meio de polinômios. O processo de criptografia inclui a escolha de polinômios de chave, a geração de polinômios aleatórios e pequenos polinômios de "erro". Para lidar com o problema do crescimento de ruído, o FHE adotou as seguintes técnicas:

• Troca de chave: Reduzir o tamanho do texto cifrado
• Muda de módulo: diminui o orçamento de ruído
• Bootstrap: redefinir ruído para o nível original

Atualmente, as principais soluções FHE utilizam a tecnologia Bootstrap, mas o custo computacional é enorme.

Desafios enfrentados

O custo computacional do FHE é bilhões de vezes maior do que o da computação normal. A DARPA dos EUA lançou o programa Dprive, com o objetivo de aumentar a velocidade de computação do FHE para 1/10 da computação normal. As principais abordagens são as seguintes:

• Aumentar o comprimento da palavra do processador
• Construir processadores ASIC
• Construir uma arquitetura paralela MIMD

Embora o progresso seja lento, o FHE ainda é de grande importância na proteção de dados sensíveis, especialmente na era pós-quântica.

Aplicações de blockchain

FHE é principalmente utilizado na blockchain para proteger a privacidade dos dados, com áreas de aplicação incluindo privacidade em cadeia, privacidade de dados de treinamento de IA, privacidade de votação em cadeia, entre outras. Também é visto como uma das potenciais soluções para MEV. No entanto, transações completamente criptografadas também podem trazer novos problemas.

Principais Projetos

• Zama: Baseado no esquema TFHE, construiu uma pilha de desenvolvimento relativamente completa
• Octra: utiliza a tecnologia de hipergráfos para implementar o bootstrap, construindo uma nova linguagem de contratos inteligentes

Perspectiva

A tecnologia FHE ainda está em estágio inicial, enfrentando muitos desafios. Mas com a entrada de mais recursos e talentos, bem como a implementação de chips FHE, espera-se que traga profundas transformações nas áreas de defesa, finanças e saúde. O FHE, como uma tecnologia promissora, tem um futuro promissor.