Chiffrement homomorphe complet ( FHE ) développement et application
Le concept de chiffrement homomorphe complet ( FHE ) peut être retracé aux années 1970, mais a longtemps été difficile à réaliser. L'idée centrale du FHE est de permettre des calculs sur des données chiffrées sans nécessiter de déchiffrement préalable. Au départ, seules des opérations simples comme l'addition, la soustraction, la multiplication et la division pouvaient être effectuées sur des données chiffrées, ce qui est appelé chiffrement homomorphique partiel. En 2009, Craig Gentry a réalisé une percée majeure en démontrant la possibilité de calculs arbitraires sur des données chiffrées, ce qui a propulsé le développement du FHE.
FHE est une technologie de chiffrement avancée qui permet de calculer directement sur des données chiffrées sans avoir besoin de les déchiffrer. Cela signifie qu'il est possible d'opérer sur des données chiffrées et de générer des résultats chiffrés, les résultats après déchiffrement étant identiques à ceux obtenus en effectuant les mêmes opérations sur le texte clair d'origine.
Les caractéristiques clés du chiffrement homomorphe complet incluent :
Homomorphisme : L'addition ou la multiplication sur le texte chiffré est équivalente à effectuer les mêmes opérations sur le texte en clair.
Gestion du bruit : Le chiffrement homomorphe complet introduit du bruit pour garantir la sécurité, mais le bruit augmente après chaque opération. Contrôler et minimiser le bruit est crucial pour garantir l'exactitude des calculs.
Opérations infinies : Contrairement à certains chiffrages homomorphiques (PHE) et à une certaine forme de chiffrage homomorphique (SHE), le chiffrement homomorphe complet (FHE) prend en charge un nombre infini d'opérations d'addition et de multiplication, permettant d'effectuer n'importe quel type de calcul sur des données chiffrées.
Les principaux défis auxquels est confronté le chiffrement homomorphe complet sont l'efficacité des calculs. Le coût du calcul sur des données chiffrées peut être de 10 000 à 1 000 000 fois supérieur à celui des calculs sur des données en clair. Le véritable chiffrement homomorphe complet n'est réalisé que lorsque des additions et des multiplications illimitées peuvent être effectuées sur des données chiffrées.
Le chiffrement homomorphique peut être divisé en plusieurs catégories en fonction du degré de mise en œuvre :
Chiffrement homomorphique ( PHE ) : prend en charge une opération ( d'addition ou de multiplication ) d'opérations infinies.
Un certain chiffrement homomorphique ( SHE ) : prend en charge un nombre limité d'opérations d'addition et de multiplication.
chiffrement homomorphe complet ( FHE ) : prend en charge des opérations d'addition et de multiplication illimitées, permettant d'effectuer des calculs arbitraires sur des données chiffrées.
Le principal avantage du FHE est qu'il permet d'effectuer tout type de calcul sur des données chiffrées, tout en garantissant la confidentialité et la sécurité de l'ensemble du processus.
Dans le domaine de la blockchain, le chiffrement homomorphe complet (FHE) est prometteur en tant que technologie clé pour résoudre les problèmes d'évolutivité et de protection de la vie privée. Les systèmes de blockchain actuels sont généralement transparents, toutes les transactions et les variables des contrats intelligents sont publiques. Le FHE peut transformer une blockchain complètement transparente en une forme partiellement chiffrée, tout en maintenant la capacité de contrôle des contrats intelligents.
Par exemple, une entreprise développe une machine virtuelle FHE permettant aux développeurs d'écrire du code de contrat intelligent pour opérer des primitives FHE. Cette méthode peut résoudre les problèmes de confidentialité actuels sur la blockchain, rendant possibles des applications telles que les paiements chiffrés et les jeux en ligne, tout en conservant le graphique des transactions, ce qui est plus compatible avec la réglementation par rapport à d'autres solutions de confidentialité.
Le FHE peut également améliorer l'expérience utilisateur des projets de confidentialité grâce à la récupération de messages privés (OMR), permettant aux clients de portefeuille de synchroniser des données sans exposer le contenu d'accès.
Cependant, le FHE ne peut pas résoudre directement le problème de la scalabilité de la blockchain. La combinaison du FHE avec la preuve à divulgation nulle de connaissance (ZKP) pourrait résoudre certains défis de scalabilité. Le FHE vérifiable peut garantir que les calculs sont correctement exécutés, fournissant un mécanisme de calcul fiable pour l'environnement de la blockchain.
Le chiffrement homomorphique (FHE) et les preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP) sont des technologies complémentaires, mais servent des objectifs différents. Les ZKP permettent des calculs vérifiables et des attributs à divulgation nulle de connaissance, offrant une protection de la vie privée pour les états privés. Cependant, les ZKP ne peuvent pas fournir de confidentialité pour les états partagés, ce qui est crucial pour de nombreuses plateformes d'applications décentralisées. Le chiffrement homomorphique et le calcul multipartite (MPC) peuvent combler cette lacune, permettant des calculs sur des données chiffrées sans exposer les données elles-mêmes.
Le développement de FHE est actuellement en retard d'environ trois à quatre ans par rapport à ZKP, mais il rattrape rapidement son retard. Les premiers projets FHE ont commencé les tests, et le mainnet devrait être lancé plus tard cette année. Bien que le coût computationnel de FHE reste supérieur à celui de ZKP, son potentiel d'application à grande échelle est déjà manifeste. Une fois que FHE entrera en production et sera à l'échelle, on s'attend à ce qu'il se développe aussi rapidement que les ZK Rollups.
Les applications du chiffrement homomorphe complet (FHE) font face à certains défis, notamment l'efficacité des calculs et la gestion des clés. Les opérations de démarrage dans le FHE sont intensives en calcul, mais des améliorations algorithmiques et des optimisations techniques augmentent constamment leur efficacité. Pour certaines applications spécifiques, comme l'apprentissage automatique, des alternatives qui n'utilisent pas d'opérations de démarrage peuvent être plus efficaces.
La gestion des clés est également un défi important. Certains projets de chiffrement homomorphe complet nécessitent une gestion des clés par seuil, impliquant un groupe de validateurs ayant la capacité de déchiffrer. Cette approche nécessite un développement supplémentaire pour surmonter le problème de point de défaillance unique.
Le marché du FHE attire l'attention de nombreux investisseurs. Certaines sociétés de capital-risque en cryptographie investissent activement dans le domaine du FHE, reconnaissant son potentiel. Certains projets développent des applications basées sur le FHE, telles que les jeux d'argent en ligne, les paiements commerciaux et les jeux.
Le FHE à seuil ( et le TFHE ) combinent le FHE avec des technologies MPC et blockchain, ce qui est particulièrement prometteur et ouvre de nouveaux scénarios d'application. La convivialité pour les développeurs du FHE permet de programmer avec des langages de contrats intelligents courants, améliorant ainsi son utilité dans le développement d'applications.
L'environnement réglementaire du chiffrement homomorphe complet (FHE) varie d'une région à l'autre. Bien que la protection de la vie privée des données soit généralement soutenue, la vie privée financière reste un domaine controversé. Le FHE a le potentiel d'améliorer la protection de la vie privée des données, permettant aux utilisateurs de conserver la propriété de leurs données et potentiellement d'en tirer profit, tout en maintenant des avantages sociaux tels que la publicité ciblée.
Envisageant l'avenir, la recherche théorique, le développement de logiciels, l'optimisation matérielle et l'amélioration des algorithmes devraient rendre le chiffrement homomorphe complet de plus en plus pratique. Le développement du chiffrement homomorphe complet passe d'une recherche théorique à une phase d'application pratique, et devrait connaître des progrès significatifs dans les trois à cinq prochaines années.
Dans l'ensemble, le FHE se trouve à la pointe de la révolution dans le domaine du chiffrement, offrant de nouvelles possibilités pour des solutions de confidentialité et de sécurité. Avec les progrès technologiques continus et l'intérêt soutenu du capital-risque, le FHE devrait connaître une large adoption et résoudre des problèmes clés de scalabilité et de protection de la vie privée dans la blockchain. À mesure que la technologie mûrit, le FHE devrait ouvrir de nouvelles possibilités pour divers applications innovantes dans l'écosystème du chiffrement.
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Chiffrement homomorphe complet FHE : la solution future pour la confidentialité et l'évolutivité de la Blockchain
Chiffrement homomorphe complet ( FHE ) développement et application
Le concept de chiffrement homomorphe complet ( FHE ) peut être retracé aux années 1970, mais a longtemps été difficile à réaliser. L'idée centrale du FHE est de permettre des calculs sur des données chiffrées sans nécessiter de déchiffrement préalable. Au départ, seules des opérations simples comme l'addition, la soustraction, la multiplication et la division pouvaient être effectuées sur des données chiffrées, ce qui est appelé chiffrement homomorphique partiel. En 2009, Craig Gentry a réalisé une percée majeure en démontrant la possibilité de calculs arbitraires sur des données chiffrées, ce qui a propulsé le développement du FHE.
FHE est une technologie de chiffrement avancée qui permet de calculer directement sur des données chiffrées sans avoir besoin de les déchiffrer. Cela signifie qu'il est possible d'opérer sur des données chiffrées et de générer des résultats chiffrés, les résultats après déchiffrement étant identiques à ceux obtenus en effectuant les mêmes opérations sur le texte clair d'origine.
Les caractéristiques clés du chiffrement homomorphe complet incluent :
Homomorphisme : L'addition ou la multiplication sur le texte chiffré est équivalente à effectuer les mêmes opérations sur le texte en clair.
Gestion du bruit : Le chiffrement homomorphe complet introduit du bruit pour garantir la sécurité, mais le bruit augmente après chaque opération. Contrôler et minimiser le bruit est crucial pour garantir l'exactitude des calculs.
Opérations infinies : Contrairement à certains chiffrages homomorphiques (PHE) et à une certaine forme de chiffrage homomorphique (SHE), le chiffrement homomorphe complet (FHE) prend en charge un nombre infini d'opérations d'addition et de multiplication, permettant d'effectuer n'importe quel type de calcul sur des données chiffrées.
Les principaux défis auxquels est confronté le chiffrement homomorphe complet sont l'efficacité des calculs. Le coût du calcul sur des données chiffrées peut être de 10 000 à 1 000 000 fois supérieur à celui des calculs sur des données en clair. Le véritable chiffrement homomorphe complet n'est réalisé que lorsque des additions et des multiplications illimitées peuvent être effectuées sur des données chiffrées.
Le chiffrement homomorphique peut être divisé en plusieurs catégories en fonction du degré de mise en œuvre :
Le principal avantage du FHE est qu'il permet d'effectuer tout type de calcul sur des données chiffrées, tout en garantissant la confidentialité et la sécurité de l'ensemble du processus.
Dans le domaine de la blockchain, le chiffrement homomorphe complet (FHE) est prometteur en tant que technologie clé pour résoudre les problèmes d'évolutivité et de protection de la vie privée. Les systèmes de blockchain actuels sont généralement transparents, toutes les transactions et les variables des contrats intelligents sont publiques. Le FHE peut transformer une blockchain complètement transparente en une forme partiellement chiffrée, tout en maintenant la capacité de contrôle des contrats intelligents.
Par exemple, une entreprise développe une machine virtuelle FHE permettant aux développeurs d'écrire du code de contrat intelligent pour opérer des primitives FHE. Cette méthode peut résoudre les problèmes de confidentialité actuels sur la blockchain, rendant possibles des applications telles que les paiements chiffrés et les jeux en ligne, tout en conservant le graphique des transactions, ce qui est plus compatible avec la réglementation par rapport à d'autres solutions de confidentialité.
Le FHE peut également améliorer l'expérience utilisateur des projets de confidentialité grâce à la récupération de messages privés (OMR), permettant aux clients de portefeuille de synchroniser des données sans exposer le contenu d'accès.
Cependant, le FHE ne peut pas résoudre directement le problème de la scalabilité de la blockchain. La combinaison du FHE avec la preuve à divulgation nulle de connaissance (ZKP) pourrait résoudre certains défis de scalabilité. Le FHE vérifiable peut garantir que les calculs sont correctement exécutés, fournissant un mécanisme de calcul fiable pour l'environnement de la blockchain.
Le chiffrement homomorphique (FHE) et les preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP) sont des technologies complémentaires, mais servent des objectifs différents. Les ZKP permettent des calculs vérifiables et des attributs à divulgation nulle de connaissance, offrant une protection de la vie privée pour les états privés. Cependant, les ZKP ne peuvent pas fournir de confidentialité pour les états partagés, ce qui est crucial pour de nombreuses plateformes d'applications décentralisées. Le chiffrement homomorphique et le calcul multipartite (MPC) peuvent combler cette lacune, permettant des calculs sur des données chiffrées sans exposer les données elles-mêmes.
Le développement de FHE est actuellement en retard d'environ trois à quatre ans par rapport à ZKP, mais il rattrape rapidement son retard. Les premiers projets FHE ont commencé les tests, et le mainnet devrait être lancé plus tard cette année. Bien que le coût computationnel de FHE reste supérieur à celui de ZKP, son potentiel d'application à grande échelle est déjà manifeste. Une fois que FHE entrera en production et sera à l'échelle, on s'attend à ce qu'il se développe aussi rapidement que les ZK Rollups.
Les applications du chiffrement homomorphe complet (FHE) font face à certains défis, notamment l'efficacité des calculs et la gestion des clés. Les opérations de démarrage dans le FHE sont intensives en calcul, mais des améliorations algorithmiques et des optimisations techniques augmentent constamment leur efficacité. Pour certaines applications spécifiques, comme l'apprentissage automatique, des alternatives qui n'utilisent pas d'opérations de démarrage peuvent être plus efficaces.
La gestion des clés est également un défi important. Certains projets de chiffrement homomorphe complet nécessitent une gestion des clés par seuil, impliquant un groupe de validateurs ayant la capacité de déchiffrer. Cette approche nécessite un développement supplémentaire pour surmonter le problème de point de défaillance unique.
Le marché du FHE attire l'attention de nombreux investisseurs. Certaines sociétés de capital-risque en cryptographie investissent activement dans le domaine du FHE, reconnaissant son potentiel. Certains projets développent des applications basées sur le FHE, telles que les jeux d'argent en ligne, les paiements commerciaux et les jeux.
Le FHE à seuil ( et le TFHE ) combinent le FHE avec des technologies MPC et blockchain, ce qui est particulièrement prometteur et ouvre de nouveaux scénarios d'application. La convivialité pour les développeurs du FHE permet de programmer avec des langages de contrats intelligents courants, améliorant ainsi son utilité dans le développement d'applications.
L'environnement réglementaire du chiffrement homomorphe complet (FHE) varie d'une région à l'autre. Bien que la protection de la vie privée des données soit généralement soutenue, la vie privée financière reste un domaine controversé. Le FHE a le potentiel d'améliorer la protection de la vie privée des données, permettant aux utilisateurs de conserver la propriété de leurs données et potentiellement d'en tirer profit, tout en maintenant des avantages sociaux tels que la publicité ciblée.
Envisageant l'avenir, la recherche théorique, le développement de logiciels, l'optimisation matérielle et l'amélioration des algorithmes devraient rendre le chiffrement homomorphe complet de plus en plus pratique. Le développement du chiffrement homomorphe complet passe d'une recherche théorique à une phase d'application pratique, et devrait connaître des progrès significatifs dans les trois à cinq prochaines années.
Dans l'ensemble, le FHE se trouve à la pointe de la révolution dans le domaine du chiffrement, offrant de nouvelles possibilités pour des solutions de confidentialité et de sécurité. Avec les progrès technologiques continus et l'intérêt soutenu du capital-risque, le FHE devrait connaître une large adoption et résoudre des problèmes clés de scalabilité et de protection de la vie privée dans la blockchain. À mesure que la technologie mûrit, le FHE devrait ouvrir de nouvelles possibilités pour divers applications innovantes dans l'écosystème du chiffrement.