Полностью гомоморфное шифрование(FHE): развитие и применение

полностью гомоморфное шифрование(FHE) является передовой технологией шифрования, позволяющей выполнять вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки. Эта концепция восходит к 70-м годам XX века, но только прорывная работа Крейга Джентри в 2009 году сделала её действительно возможной.

Основные характеристики FHE включают в себя гомоморфизм (, операции сложения и умножения зашифрованных данных, эквивалентные операциям с открытым текстом ), управление шумом и неограниченные возможности операций. В отличие от частично гомоморфного шифрования ( PHE ) и некоторых других гомоморфных шифрований ( SHE ), FHE поддерживает неограниченное количество операций сложения и умножения, что делает его чрезвычайно мощной, но вычислительно интенсивной технологией.

В области блокчейна FHE имеет потенциал стать ключевой технологией для решения проблем масштабируемости и защиты конфиденциальности. Он может преобразовать прозрачный блокчейн в частично зашифрованный формат, сохраняя при этом контроль над смарт-контрактами. Этот подход может реализовать зашифрованные платежи, игры с конфиденциальностью и другие приложения, одновременно сохраняя график транзакций, что делает его более выгодным с точки зрения регулирования.

FHE также может улучшить пользовательский опыт проектов конфиденциальности через поиск приватных сообщений (OMR), позволяя кошелькам синхронизировать данные без раскрытия доступа к содержимому. Хотя само FHE напрямую не решает проблемы масштабируемости блокчейна, его сочетание с нулевыми доказательствами (ZKP) может предложить новые идеи для решения этой проблемы.

FHE и ZKP являются взаимодополняющими технологиями, каждая из которых служит для разных целей. ZKP предоставляет проверяемые вычисления и свойства нулевого знания, в то время как FHE позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными, не раскрывая сами данные. Хотя сочетание обоих технологий значительно увеличивает вычислительную сложность, в определенных сценариях это может привести к уникальным преимуществам.

На данный момент развитие полностью гомоморфного шифрования примерно отстает от ZKP на три-четыре года, но быстро нагоняет. Проекты первого поколения FHE начали тестирование, и ожидается, что основная сеть будет запущена позже в этом году. Несмотря на то, что вычислительные затраты все еще выше, чем у ZKP, потенциал массового внедрения FHE начинает проявляться.

Основные проблемы, с которыми сталкивается полностью гомоморфное шифрование (FHE), включают вычислительную эффективность и управление ключами. Вычислительная интенсивность операций самозагрузки смягчается за счет улучшения алгоритмов и инженерной оптимизации. Управление ключами, особенно в проектах, требующих управления ключами с порогом, все еще требует дальнейшего развития для преодоления проблемы единой точки отказа.

На рынке множество компаний активно разрабатывают решения FHE. Например, Zama предлагает инструменты FHE для проектов Web3, Sunscreen разрабатывает компилятор FHE, а Fhenix строит сеть Ethereum Layer 2 с поддержкой FHE. Эти проекты получили значительную поддержку венчурного капитала, что отражает признание потенциала FHE на рынке.

В области нормативной среды FHE имеет потенциал для улучшения защиты конфиденциальности данных, одновременно сохраняя социальные выгоды. С постоянным прогрессом в теории, программном обеспечении, аппаратном обеспечении и алгоритмах ожидается, что FHE достигнет значительного развития в течение следующих 3-5 лет, постепенно переходя от теоретических исследований к практическому применению.

В целом, FHE находится на острие революции в области шифрования, предлагая инновационные решения для вопросов конфиденциальности и безопасности. С развитием технологий и расширением применения, FHE, как ожидается, освободит новый инновационный потенциал в экосистеме блокчейна и будет способствовать развитию различных приложений.