FHE: O futuro da computação privada

FHE( criptografia homomórfica totalmente ) é uma tecnologia de criptografia avançada que permite cálculos diretos em dados criptografados, permitindo o processamento de dados enquanto protege a privacidade. Esta tecnologia tem amplas perspectivas de aplicação em vários campos, como finanças, saúde e computação em nuvem, mas atualmente a comercialização ainda levará tempo, principalmente devido ao grande custo computacional e de memória.

Princípios básicos do FHE

O núcleo do FHE é ocultar as informações originais por meio de polinómios. O processo de encriptação inclui:

1. Selecionar o polinómio de chave
2. Gerar polinómio aleatório
3. Gerar pequenos polinómios de "erro"
4. Combinar o texto claro com o polinómio acima para realizar a encriptação

Este método pode prevenir ataques de força bruta simples, mas também introduz o problema do ruído. Para resolver o problema da acumulação de ruído, o FHE adotou várias tecnologias-chave:

• Alternância de chave: Reduzir o tamanho do texto cifrado
• Mudança de módulo: controlar o crescimento do ruído
• Auto-boot: redefinir o ruído para o nível inicial

Atualmente, as principais soluções de FHE são baseadas em tecnologias de auto-impulso, para permitir cálculos de profundidade infinita.

Desafios enfrentados pelo FHE

O maior desafio do FHE é o enorme custo computacional. Em comparação com cálculos normais, a velocidade de cálculo do FHE pode ser milhões de vezes mais lenta. Para resolver esse problema, a DARPA dos EUA lançou o programa DPRIVE, com o objetivo de aumentar a velocidade de cálculo do FHE para 1/10 da computação normal. O trabalho é focado nos seguintes aspectos:

1. Aumentar o comprimento do processador
2. Desenvolver processadores ASIC dedicados
3. Construir a arquitetura paralela MIMD

Embora o progresso seja lento, a tecnologia FHE continua a ter uma importância significativa a longo prazo, especialmente no tratamento de dados sensíveis.

Aplicações de FHE na blockchain

No campo da blockchain, o FHE é principalmente utilizado para proteger a privacidade dos dados, com cenários de aplicação incluindo:

• Privacidade em cadeia
• Privacidade dos dados de treinamento de IA
• Privacidade de votação em cadeia
• Revisão de privacidade de transações em cadeia

FHE também é considerado uma das potenciais soluções para o problema MEV. No entanto, transações completamente criptografadas também podem trazer alguns problemas, como a redução da capacidade de processamento da rede.

Principais projetos FHE

Atualmente, o projeto FHE é principalmente construído com base na biblioteca de tecnologia fornecida pela Zama, e os principais projetos incluem:

• Fhenix: Construir uma camada 2 Optimism com foco na privacidade
• Privasea: Aplicação de FHE para operações de dados LLM
• Inco Network: Construir FHE Layer 1
• Arcium: integração de tecnologias como FHE, MPC e ZK
• Mind Network: solução de Restaking baseada em FHE

Perspectivas Futuras

A tecnologia FHE ainda está em estágio inicial, enfrentando muitos desafios:

1. Altos custos e dificuldade de engenharia
2. O futuro comercial ainda não é claro
3. Falta de investimento de capital

Mas com a entrada de mais capital e talento, a tecnologia FHE tem potencial para fazer avanços significativos. Especialmente após a implementação de chips FHE, esta tecnologia trará profundas transformações para setores como defesa, finanças e saúde.