Tamamen Homomorfik Şifreleme: Genel Bakış ve Uygulama Senaryoları

Tamamen homomorfik şifreleme ( FHE ), şifreli veriler üzerinde doğrudan fonksiyon hesaplamalarına izin veren özel bir şifreleme teknolojisidir ve şifre çözme gerektirmez. Geleneksel statik şifreleme ve aktarımda şifrelemeden farklı olarak, FHE, şifreli veriler üzerinde karmaşık işlemler yapma gerektiren çok taraflı işbirliği senaryoları için uygundur.

FHE'nin tipik bir uygulaması çevrimiçi oylama sistemidir. Seçmenler şifrelenmiş oylarını sunar, aracı kurum doğrudan şifreli veriler üzerinde istatistik yapabilir, nihai sonuçları elde ettikten sonra şifreyi çözerek açıklayabilir ve herkesin oylarının düz metni ile temas kurmasına gerek kalmaz. Bu, geleneksel şifreleme yöntemlerinde tüm verilerin işlenmesi için şifrelerinin çözülmesi gerekliliğinden kaynaklanan gizlilik sorununu ortadan kaldırır.

FHE genellikle üç anahtar içerir:

1. Şifre çözme anahtarı: Anahtar, FHE şifreli verilerini çözmek için kullanılır ve genellikle kullanıcı tarafından yerel olarak saklanır.

2. Şifreleme Anahtarı: Açık metni şifreli metne dönüştürmek için kullanılır, açık anahtar modunda yayınlanabilir.

3. Anahtar Hesaplama: Şifreli veriler üzerinde homomorfik işlemler yapmak için kullanılır, kamuya açık olabilir ama şifre çözme için kullanılamaz.

FHE'nin tipik uygulama modelleri şunlardır:

1. Dış kaynak kullanımı modeli: Hassas verilerin hesaplama görevlerini bulut hizmet sağlayıcısına dış kaynak kullanarak, veri gizliliğini korumak.

2. İki Taraflı Hesaplama Modeli: Her iki taraf da gizli verilere sahiptir ve ortak hesaplama için tamamen homomorfik şifreleme (FHE) kullanır.

3. Toplama Modu: Birden fazla veriyi hesaplamak için bir araya getirmek, örneğin federatif öğrenme, çevrimiçi oylama vb.

4. İstemci-Sunucu Modu: Sunucu özel AI modelini sağlar, istemci şifrelenmiş verileri işlenmek üzere gönderir.

FHE'nin güvenliği şifreleme algoritmalarına dayanmaktadır, donanım ortamına bağlı değildir. Ancak şu anda FHE hesaplama maliyeti oldukça yüksektir, pratik uygulamalar için daha fazla optimizasyon gerekmektedir. Gelecekte özel donanımın gelişimi ile FHE'nin daha fazla gizlilik hesaplama senaryosunda uygulanması beklenmektedir.