FHE: El futuro de la computación privada

FHE( la encriptación homomórfica completa ) es una técnica de encriptación avanzada que permite realizar cálculos directamente sobre datos encriptados, lo que permite procesar datos mientras se protege la privacidad. Esta tecnología tiene un amplio potencial de aplicación en varios campos, como las finanzas, la atención médica y la computación en la nube, pero actualmente su comercialización aún requiere tiempo, principalmente limitada por los enormes costos de computación y memoria.

Principios básicos de FHE

El núcleo de FHE es ocultar la información original a través de polinomios. El proceso de cifrado incluye:

1. Seleccionar el polinomio de clave
2. Generar un polinomio aleatorio
3. Generar un pequeño polinomio de "error"
4. Combinar el texto en claro con el polinomio anterior para cifrar.

Este método puede prevenir ataques de fuerza bruta simples, pero también introduce el problema del ruido. Para abordar el problema de la acumulación de ruido, FHE utiliza varias técnicas clave:

• Cambio de clave: reducción del tamaño del texto cifrado
• Cambio de módulo: controlar el crecimiento del ruido
• Autoarranque: restablecer el ruido al nivel inicial

Los esquemas FHE más populares en la actualidad se basan en la técnica de autoarranque para lograr cálculos de profundidad infinita.

Desafíos que enfrenta FHE

El mayor desafío de FHE es el enorme costo computacional. En comparación con la computación normal, la velocidad de cálculo de FHE puede ser millones de veces más lenta. Para abordar este problema, la DARPA de EE. UU. lanzó el programa DPRIVE, cuyo objetivo es aumentar la velocidad de cálculo de FHE a 1/10 de la computación normal. Se aborda principalmente desde los siguientes aspectos:

1. Aumentar la longitud de palabra del procesador
2. Desarrollar procesadores ASIC dedicados
3. Construcción de la arquitectura paralela MIMD

Aunque los avances son lentos, la tecnología FHE sigue siendo de gran importancia a largo plazo, especialmente en el manejo de datos sensibles.

Aplicaciones de FHE en blockchain

En el ámbito de la blockchain, FHE se utiliza principalmente para proteger la privacidad de los datos, y los escenarios de aplicación incluyen:

• Privacidad en la cadena
• Privacidad de los datos de entrenamiento de IA
• Privacidad de votación en la cadena
• Revisión de privacidad de transacciones en la cadena

FHE también se considera una de las soluciones potenciales para el problema de MEV. Sin embargo, las transacciones completamente cifradas también pueden traer algunos problemas, como la reducción de la capacidad de procesamiento de la red.

Principales proyectos de FHE

Actualmente, el proyecto FHE se basa principalmente en la biblioteca tecnológica proporcionada por Zama, y los principales proyectos incluyen:

• Fhenix: Construir una capa 2 de Optimism priorizando la privacidad
• Privasea: Aplicación de FHE para operaciones de datos LLM
• Inco Network: Construcción de FHE Layer 1
• Arcium: integración de tecnologías como FHE, MPC y ZK
• Mind Network: solución de Restaking basada en FHE

Perspectivas Futuras

La tecnología FHE todavía se encuentra en una etapa temprana y enfrenta numerosos desafíos:

1. Altos costos y dificultad técnica
2. Las perspectivas de comercialización aún no son claras
3. Falta de inversión de capital

Pero con la llegada de más fondos y talento, se espera que la tecnología FHE logre avances significativos. Especialmente después de la implementación de los chips FHE, esta tecnología traerá profundas transformaciones a industrias como la defensa, las finanzas y la salud.