FHE: Майбутнє обчислень з урахуванням конфіденційності

FHE( повна гомоморфна криптографія ) є передовою криптографічною технологією, яка дозволяє виконувати обчислення на зашифрованих даних, захищаючи приватність при обробці даних. FHE має потенційні застосування в багатьох сферах, таких як фінанси, охорона здоров'я, хмарні обчислення, але наразі комерціалізація все ще потребує часу, основними проблемами є великі обчислювальні та пам'яті витрати.

Основні принципи

Основою FHE є приховування інформації оригіналу за допомогою多项式. Процес шифрування включає вибір ключового多项式, генерацію випадкового多项式 та невеликого "помилкового"多项式. Для вирішення проблеми зростання шуму FHE використовує наступні технології:

• Перемикання ключів: зменшення розміру зашифрованого тексту
• Перемикання модулів: зменшити бюджет шуму
• Bootstrap: скинути шум до початкового рівня

На сьогоднішній день основні рішення FHE використовують технологію Bootstrap, але обчислювальні витрати величезні.

Виклики, з якими стикаємося

Витрати обчислень FHE в мільйони разів перевищують звичайні обчислення. Американська DARPA розпочала програму Dprive, метою якої є підвищення швидкості обчислень FHE до 1/10 від звичайних обчислень. Основні напрямки роботи такі:

• Збільшити довжину слова процесора
• Побудова ASIC процесора
• Створення паралельної архітектури MIMD

Хоча прогрес повільний, проте FHE все ще має важливе значення для захисту чутливих даних, особливо в постквантовому епоху.

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягаючи плащ-невидимку Гаррі Поттера

Застосування блокчейн

FHE в блокчейні в основному використовується для захисту конфіденційності даних, області застосування включають конфіденційність на ланцюзі, конфіденційність даних для навчання ШІ, конфіденційність голосування на ланцюзі тощо. Він також вважається одним із потенційних рішень для MEV. Але повністю зашифровані транзакції також можуть викликати нові проблеми.

Основні проекти

• Zama: на основі схеми TFHE створено досить розвинений стек розробки
• Octra: використовує технологію гіперграфів для реалізації bootstrap, створюючи нову мову смарт-контрактів

Перспектива

Технологія FHE все ще на ранній стадії, стикається з багатьма викликами. Але з надходженням більше фінансів та талантів, а також впровадженням чіпів FHE, очікується, що вона зможе принести глибокі зміни в таких сферах, як оборона, фінанси, медицина. FHE як перспективна технологія має великі перспективи в майбутньому.

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягаючи плащ-невидимку Гаррі Поттера