FHE:Стан та майбутнє технології повністю гомоморфного шифрування

повністю гомоморфне шифрування(FHE) є передовою технологією шифрування, яка дозволяє виконувати обчислення безпосередньо над зашифрованими даними, що дозволяє обробляти дані, захищаючи при цьому конфіденційність. FHE має широкі перспективи застосування в сферах обробки даних, що потребують захисту конфіденційності, таких як фінанси, охорона здоров'я, хмарні обчислення, але через великі вимоги до обчислень і пам'яті, комерціалізація наразі стикається з викликами.

Основний принцип FHE полягає у використанні多项式 для приховування вихідної інформації та шифруванні даних за допомогою ключа, випадкового多项式 та невеликого "шумового"多项ольного. Для реалізації обчислень будь-якої глибини FHE використовує технології зміни ключа, зміни модуля та ініціації для управління шумом. Наразі основними схемами FHE є BGV, BFV, TFHE та CKKS.

Основною проблемою, з якою стикається FHE, є величезні витрати на обчислення, які приблизно в 1 мільйон разів повільніші, ніж звичайні обчислення. Щоб вирішити цю проблему, DARPA США розпочала програму DPRIVE, мета якої полягає в тому, щоб підвищити швидкість обчислень FHE до 1/10 звичайних обчислень. Програма, в основному, зосереджена на збільшенні довжини слова процесора, побудові спеціалізованих процесорів ASIC, розробці архітектури паралельних обчислень тощо.

У сфері блокчейну FHE в основному використовується для захисту конфіденційності в ланцюгу, конфіденційності даних для навчання ШІ, конфіденційності голосування в ланцюгу тощо. Деякі проекти, такі як Fhenix, Privasea, Inco Network тощо, досліджують застосування FHE у блокчейні.

На даний момент технологія FHE все ще перебуває на ранній стадії, стикаючись з високими інженерними труднощами та невизначеністю комерційних перспектив. Але з надходженням більшої кількості фінансування та уваги, а також розробкою спеціалізованих чіпів, FHE має потенціал принести глибокі зміни в такі галузі, як оборона, фінанси, охорона здоров'я тощо. Незважаючи на повільний розвиток, FHE, як передова технологія з чітким попитом, все ще заслуговує на очікування в майбутньому.