FHE: Майбутнє обчислень з конфіденційністю

FHE( повна гомоморфна криптографія ) є передовою криптографічною технологією, яка дозволяє виконувати прямі обчислення на зашифрованих даних, забезпечуючи обробку даних при захисті конфіденційності. Ця технологія має широкий спектр застосувань у фінансовій, медичній, хмарній обробці та інших галузях, але наразі комерціалізація все ще потребує часу, в основному через великі обчислювальні та пам'яткові витрати.

Основні принципи FHE

Основою FHE є приховування вихідної інформації за допомогою поліномів. Процес шифрування включає:

1. Виберіть поліно ключів
2. Генерація випадкового多项式
3. Генерація малих "помилкових" багато项ольних
4. Зашифруйте відкритий текст, поєднавши його з наведеним вище多项式.

Цей метод може запобігти простому брутфорсу, але також викликає проблему шуму. Щоб вирішити проблему накопичення шуму, FHE використовує кілька ключових технологій:

• Перемикання ключів: зменшення розміру зашифрованого тексту
• Перемикання модуля: контроль за зростанням шуму
• Самозапуск: скидання шуму до початкового рівня

Нинішні основні рішення FHE базуються на технології самозапуску для досягнення необмеженої глибини обчислень.

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягання плаща Гаррі Поттера

Виклики, з якими стикається FHE

Найбільшим викликом FHE є величезні обчислювальні витрати. В порівнянні з звичайними обчисленнями, швидкість обчислень FHE може бути повільнішою в мільйони разів. Щоб вирішити цю проблему, DARPA США запустила програму DPRIVE, метою якої є підвищення швидкості обчислень FHE до 1/10 від звичайних обчислень. Основні зусилля зосереджені на кількох аспектах:

1. Збільшити довжину слова процесора
2. Розробка спеціалізованих ASIC процесорів
3. Побудова MIMD паралельної архітектури

Хоча прогрес повільний, технологія FHE все ще має важливе значення в довгостроковій перспективі, особливо в обробці чутливих даних.

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягання плаща-невидимки Гаррі Поттера

Застосування FHE у блокчейні

У сфері блокчейну FHE в основному використовується для захисту конфіденційності даних, до застосунків відносяться:

• Приватність на ланцюзі
• Приватність даних для навчання ШІ
• Приватність голосування в ланцюзі
• Перевірка конфіденційності транзакцій в блокчейні

FHE також вважається одним з потенційних рішень проблеми MEV. Але повне шифрування транзакцій також може викликати деякі проблеми, такі як зниження пропускної здатності мережі тощо.

Основні проекти FHE

Наразі проект FHE в основному будується на технологічній бібліотеці, наданій Zama, основні проекти включають:

• Fhenix: побудова Layer 2 Optimism з акцентом на конфіденційність
• Privasea: Використання FHE для обчислень даних LLM
• Мережа Inco: створення FHE рівня 1
• Arcium: інтеграція технологій FHE, MPC та ZK
• Mind Network: Рестейкінг на основі FHE

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягаючи плащ-невидимку Гаррі Поттера

Перспективи майбутнього

Технологія FHE все ще перебуває на ранній стадії, стикаючись із численними викликами:

1. Високі витрати та складність виконання робіт
2. Комерційні перспективи поки що неясні
3. Брак капіталовкладень

Але з приходом більшої кількості фінансів та талантів, технологія FHE має шанс на прорив. Особливо після впровадження чіпів FHE ця технологія принесе глибокі зміни в такі галузі, як оборона, фінанси та медицина.