encriptación completamente homomórfica FHE: una tecnología revolucionaria en el mundo de la encriptación
Recientemente, el mercado ha estado débil, lo que nos ha dado más tiempo para centrarnos en el desarrollo de algunas tecnologías emergentes. Aunque el mercado de encriptación de 2024 no es tan emocionante como en años anteriores, todavía hay algunas nuevas tecnologías que están madurando gradualmente, entre las cuales se encuentra el tema que vamos a discutir hoy: encriptación completamente homomórfica (Fully Homomorphic Encryption, abreviado FHE).
Para entender este complejo concepto de FHE, primero necesitamos aclarar el significado de "encriptación" y "homomórfico", así como por qué es importante enfatizar la palabra "completamente".
Conceptos básicos de encriptación
La encriptación es un concepto ampliamente conocido. Un ejemplo simple sería que si Alice quiere enviar un mensaje secreto "1314 520" a Bob a través de un tercero C, y no desea que C conozca el contenido, podría utilizar un método de encriptación simple: multiplicar cada número por 2. Así, el mensaje transmitido se convierte en "2628 1040". Cuando Bob recibe el mensaje, solo necesita dividir cada número por 2 para poder descifrar el contenido original. Este método de encriptación simétrica permite que dos personas intercambien información sin confiar en el transmisor.
Cifrado homomórfico de nivel avanzado
Ahora, complicamos un poco las cosas. Supongamos que Alice solo tiene 7 años y solo puede realizar las operaciones más básicas de multiplicar por 2 y dividir por 2. Necesita calcular el costo de la electricidad de 12 meses, que es de 400 yuanes al mes, pero eso está más allá de su capacidad de cálculo. Al mismo tiempo, no quiere que nadie sepa la información específica sobre el costo de la electricidad.
En este caso, Alice puede usar cifrado homomórfico simple. Ella multiplica 400 y 12 por 2 respectivamente, obteniendo 800 y 24, y luego le pide a C que calcule 800×24. Después de que C calcula el resultado 19200, Alice lo divide por 2 dos veces, obteniendo así el total correcto de la factura eléctrica de 4800 yuanes.
Este proceso muestra la idea central del cifrado homomórfico: realizar operaciones sobre datos encriptados y el resultado obtenido, una vez descifrado, es equivalente al resultado de realizar las operaciones directamente sobre los datos originales.
La necesidad de la encriptación completamente homomórfica
Sin embargo, el método simple de cifrado homomórfico mencionado anteriormente presenta el riesgo de ser comprometido. Por ejemplo, C podría deducir los datos originales mediante un ataque de fuerza bruta. Esto requiere la introducción de un método de encriptación más complejo, es decir, encriptación completamente homomórfica.
La encriptación completamente homomórfica permite realizar sumas y multiplicaciones de forma arbitraria sobre datos encriptados, sin limitarse a un número específico de operaciones. Esto aumenta significativamente la dificultad de la ruptura, lo que permite realizar incluso operaciones polinómicas complejas mientras se protege la privacidad de los datos.
Hasta 2009, la nueva idea propuesta por Gentry y otros académicos realmente abrió la posibilidad de la encriptación completamente homomórfica.
Perspectivas de aplicación de la FHE
La tecnología FHE tiene un valor potencial de aplicación en múltiples campos, especialmente en el ámbito de la inteligencia artificial (IA).
El desarrollo de la IA requiere grandes volúmenes de datos, pero muchos de estos datos son altamente sensibles. El Cifrado homomórfico permite que la IA procese datos encriptados sin exponer la información original. De esta manera, los usuarios pueden aprovechar la poderosa capacidad de cálculo de la IA mientras protegen su privacidad.
Por ejemplo, en la tecnología de reconocimiento facial, la FHE puede permitir que las máquinas determinen si se trata de una persona real, sin acceder a ninguna información facial sensible. Esto resuelve el dilema de "utilizar datos y proteger la privacidad".
Desafíos y desarrollo de la encriptación completamente homomórfica
A pesar de que el FHE tiene un gran potencial, su aplicación práctica aún enfrenta enormes desafíos, principalmente porque requiere grandes recursos computacionales. Para abordar este problema, algunos proyectos están desarrollando hardware y arquitecturas de red especializadas para soportar operaciones de FHE.
Con la proliferación de la tecnología de IA, los problemas de privacidad y seguridad de los datos se vuelven cada vez más importantes. Desde el desbloqueo facial en dispositivos personales hasta la seguridad de la información a nivel nacional, la tecnología de Cifrado homomórfico (FHE) podría desempeñar un papel importante. Si la tecnología FHE puede realmente madurar, se convertirá en la última línea de defensa para proteger la privacidad humana en la era de la IA.
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Tecnología FHE: Herramienta de protección de la privacidad de datos en la era de la IA
encriptación completamente homomórfica FHE: una tecnología revolucionaria en el mundo de la encriptación
Recientemente, el mercado ha estado débil, lo que nos ha dado más tiempo para centrarnos en el desarrollo de algunas tecnologías emergentes. Aunque el mercado de encriptación de 2024 no es tan emocionante como en años anteriores, todavía hay algunas nuevas tecnologías que están madurando gradualmente, entre las cuales se encuentra el tema que vamos a discutir hoy: encriptación completamente homomórfica (Fully Homomorphic Encryption, abreviado FHE).
Para entender este complejo concepto de FHE, primero necesitamos aclarar el significado de "encriptación" y "homomórfico", así como por qué es importante enfatizar la palabra "completamente".
Conceptos básicos de encriptación
La encriptación es un concepto ampliamente conocido. Un ejemplo simple sería que si Alice quiere enviar un mensaje secreto "1314 520" a Bob a través de un tercero C, y no desea que C conozca el contenido, podría utilizar un método de encriptación simple: multiplicar cada número por 2. Así, el mensaje transmitido se convierte en "2628 1040". Cuando Bob recibe el mensaje, solo necesita dividir cada número por 2 para poder descifrar el contenido original. Este método de encriptación simétrica permite que dos personas intercambien información sin confiar en el transmisor.
Cifrado homomórfico de nivel avanzado
Ahora, complicamos un poco las cosas. Supongamos que Alice solo tiene 7 años y solo puede realizar las operaciones más básicas de multiplicar por 2 y dividir por 2. Necesita calcular el costo de la electricidad de 12 meses, que es de 400 yuanes al mes, pero eso está más allá de su capacidad de cálculo. Al mismo tiempo, no quiere que nadie sepa la información específica sobre el costo de la electricidad.
En este caso, Alice puede usar cifrado homomórfico simple. Ella multiplica 400 y 12 por 2 respectivamente, obteniendo 800 y 24, y luego le pide a C que calcule 800×24. Después de que C calcula el resultado 19200, Alice lo divide por 2 dos veces, obteniendo así el total correcto de la factura eléctrica de 4800 yuanes.
Este proceso muestra la idea central del cifrado homomórfico: realizar operaciones sobre datos encriptados y el resultado obtenido, una vez descifrado, es equivalente al resultado de realizar las operaciones directamente sobre los datos originales.
La necesidad de la encriptación completamente homomórfica
Sin embargo, el método simple de cifrado homomórfico mencionado anteriormente presenta el riesgo de ser comprometido. Por ejemplo, C podría deducir los datos originales mediante un ataque de fuerza bruta. Esto requiere la introducción de un método de encriptación más complejo, es decir, encriptación completamente homomórfica.
La encriptación completamente homomórfica permite realizar sumas y multiplicaciones de forma arbitraria sobre datos encriptados, sin limitarse a un número específico de operaciones. Esto aumenta significativamente la dificultad de la ruptura, lo que permite realizar incluso operaciones polinómicas complejas mientras se protege la privacidad de los datos.
Hasta 2009, la nueva idea propuesta por Gentry y otros académicos realmente abrió la posibilidad de la encriptación completamente homomórfica.
Perspectivas de aplicación de la FHE
La tecnología FHE tiene un valor potencial de aplicación en múltiples campos, especialmente en el ámbito de la inteligencia artificial (IA).
El desarrollo de la IA requiere grandes volúmenes de datos, pero muchos de estos datos son altamente sensibles. El Cifrado homomórfico permite que la IA procese datos encriptados sin exponer la información original. De esta manera, los usuarios pueden aprovechar la poderosa capacidad de cálculo de la IA mientras protegen su privacidad.
Por ejemplo, en la tecnología de reconocimiento facial, la FHE puede permitir que las máquinas determinen si se trata de una persona real, sin acceder a ninguna información facial sensible. Esto resuelve el dilema de "utilizar datos y proteger la privacidad".
Desafíos y desarrollo de la encriptación completamente homomórfica
A pesar de que el FHE tiene un gran potencial, su aplicación práctica aún enfrenta enormes desafíos, principalmente porque requiere grandes recursos computacionales. Para abordar este problema, algunos proyectos están desarrollando hardware y arquitecturas de red especializadas para soportar operaciones de FHE.
Con la proliferación de la tecnología de IA, los problemas de privacidad y seguridad de los datos se vuelven cada vez más importantes. Desde el desbloqueo facial en dispositivos personales hasta la seguridad de la información a nivel nacional, la tecnología de Cifrado homomórfico (FHE) podría desempeñar un papel importante. Si la tecnología FHE puede realmente madurar, se convertirá en la última línea de defensa para proteger la privacidad humana en la era de la IA.