FHE:Công nghệ mã hóa đồng cấu hoàn toàn: Tình trạng và Tương lai

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, có thể thực hiện tính toán trực tiếp trên dữ liệu đã được mã hóa, từ đó xử lý dữ liệu trong khi bảo vệ quyền riêng tư. FHE có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xử lý dữ liệu cần bảo vệ quyền riêng tư như tài chính, y tế, điện toán đám mây, nhưng do chi phí tính toán và bộ nhớ lớn, hiện tại việc thương mại hóa vẫn đang gặp thách thức.

Nguyên lý cơ bản của FHE là sử dụng đa thức để ẩn thông tin văn bản gốc, và thông qua khóa, đa thức ngẫu nhiên và đa thức "nhiễu" nhỏ để mã hóa dữ liệu. Để thực hiện tính toán với độ sâu tùy ý, FHE sử dụng các công nghệ như chuyển đổi khóa, chuyển đổi mô-đun và hướng dẫn để quản lý nhiễu. Hiện tại, các giải pháp FHE phổ biến bao gồm BGV, BFV, TFHE và CKKS.

Vấn đề chính mà FHE phải đối mặt là chi phí tính toán rất lớn, chậm hơn khoảng 1 triệu lần so với tính toán thông thường. Để giải quyết vấn đề này, DARPA Hoa Kỳ đã khởi động chương trình DPRIVE, nhằm nâng cao tốc độ tính toán FHE lên 1/10 so với tính toán thông thường. Chương trình này chủ yếu tập trung vào việc tăng kích thước từ của bộ xử lý, xây dựng bộ xử lý ASIC chuyên dụng, phát triển kiến trúc tính toán song song và các phương diện khác.

Trong lĩnh vực blockchain, FHE chủ yếu được sử dụng để bảo vệ quyền riêng tư trên chuỗi, quyền riêng tư dữ liệu đào tạo AI, quyền riêng tư bỏ phiếu trên chuỗi, v.v. Một số dự án như Fhenix, Privasea, Inco Network đang khám phá ứng dụng của FHE trong blockchain.

Hiện tại, công nghệ FHE vẫn đang ở giai đoạn đầu, đối mặt với những thách thức như độ khó kỹ thuật cao và triển vọng thương mại không rõ ràng. Tuy nhiên, với việc ngày càng nhiều nguồn vốn và sự chú ý đổ vào, cũng như việc phát triển chip chuyên dụng, FHE có triển vọng mang lại những thay đổi sâu sắc trong các ngành quốc phòng, tài chính và y tế. Mặc dù phát triển chậm, FHE như một công nghệ tiên tiến có nhu cầu rõ ràng, vẫn đáng được kỳ vọng trong tương lai.