FHE, ZK et MPC : Comparaison de trois technologies de chiffrement avancées

À une époque où la sécurité des données et la protection de la vie privée font face à d'énormes défis, la technologie de chiffrement joue un rôle crucial. Cet article comparera en détail trois technologies de chiffrement avancées : le chiffrement entièrement homomorphe (FHE), la preuve à zéro connaissance (ZK) et le calcul sécurisé multipartite (MPC).

Preuve à connaissance nulle ( ZK ) : prouver sans divulguer

La technologie de preuve à divulgation nulle de connaissance vise à résoudre la question de la vérification de l'authenticité des informations sans divulguer aucun contenu spécifique. Grâce à ZK, une partie peut prouver à une autre qu'elle connaît un secret, sans révéler aucune information concernant le secret lui-même.

Par exemple, Alice peut prouver à l'employé de la société de location de voitures, Bob, qu'elle a un bon crédit, sans avoir à montrer de relevés de compte spécifiques. Dans les applications blockchain, la technologie ZK peut être utilisée pour réaliser des transactions anonymes, comme le processus de transfert d'une monnaie anonyme. Les mineurs peuvent vérifier la légitimité de la transaction sans connaître l'identité de l'expéditeur et l'ajouter à la chaîne.

Calcul sécurisé multipartite ( MPC ) : calcul commun sans divulgation

La technologie MPC est principalement utilisée pour permettre à plusieurs participants de réaliser des calculs conjoints de manière sécurisée, sans divulguer d'informations sensibles. Elle permet à plusieurs participants de compléter ensemble des tâches de calcul, sans qu'aucune des parties ne révèle ses données d'entrée.

Un scénario d'application typique consiste à calculer le salaire moyen de plusieurs personnes sans divulguer les données salariales spécifiques des individus. Dans le domaine des cryptomonnaies, la technologie MPC est utilisée pour développer des solutions de portefeuille plus sécurisées. Certains portefeuilles MPC lancés par des plateformes de trading divisent la clé privée en plusieurs parts, qui sont stockées respectivement sur le téléphone des utilisateurs, dans le cloud et sur la plateforme d'échange, augmentant ainsi la sécurité des actifs et la commodité de la récupération.

Chiffrement homomorphe ( FHE ) : calcul de chiffrement externalisé

La technologie de chiffrement entièrement homomorphe résout le problème de la manière de chiffrer des données sensibles, afin qu'elles puissent être confiées à des tiers non fiables pour des calculs auxiliaires, tout en garantissant que les résultats peuvent être correctement déchiffrés. FHE permet de traiter des calculs tout en maintenant les données dans un état chiffré, ce qui est particulièrement important pour le traitement d'informations sensibles dans un environnement de cloud computing.

Dans le domaine de la blockchain, la technologie FHE peut être utilisée pour résoudre des problèmes tels que la paresse des nœuds et le suivi des votes dans les petits réseaux PoS. Grâce à FHE, il est possible de permettre aux nœuds PoS de valider des blocs sans connaître les réponses des autres, ou de permettre aux électeurs de participer au vote sans connaître les intentions des autres, ce qui améliore le degré de décentralisation du réseau et la véracité des votes.

Comparaison technique

Bien que ces trois technologies visent à protéger la vie privée et la sécurité des données, elles présentent des différences significatives en termes de scénarios d'application et de complexité technique :

• ZK est principalement utilisé pour la preuve, adapté aux scénarios d'autorisation ou de vérification d'identité.
• MPC se concentre sur le calcul conjoint de plusieurs parties, adapté aux situations nécessitant une coopération de données tout en protégeant la vie privée de chaque partie.
• FHE se concentre sur le chiffrement des données pour le calcul en dehors, particulièrement adapté aux domaines comme le cloud computing et les services d'IA.

En termes de complexité technique, le chiffrement ZK nécessite des compétences mathématiques et en programmation approfondies pour concevoir des protocoles efficaces. Le chiffrement MPC doit résoudre des problèmes de synchronisation et d'efficacité de communication lors de sa mise en œuvre, en particulier dans le cas de plusieurs parties impliquées. Bien que le chiffrement FHE soit théoriquement très attrayant, il fait toujours face à d'énormes défis en matière d'efficacité de calcul dans les applications pratiques.

Ces trois technologies de chiffrement nous fournissent des outils puissants pour faire face aux défis croissants de la sécurité des données et de la protection de la vie privée. Avec le développement et l'amélioration constants de la technologie, elles joueront un rôle de plus en plus important dans le monde numérique de demain.