FHE:Світло майбутнього приватних обчислень

Повна гомоморфна криптографія ( FHE ) є передовою технологією шифрування, яка дозволяє виконувати обчислення безпосередньо на зашифрованих даних, забезпечуючи обробку даних при захисті конфіденційності. FHE має потенційні застосування в фінансовій сфері, охороні здоров'я, хмарних обчисленнях, машинному навчанні та багатьох інших галузях, але наразі комерціалізація все ще потребує часу, основним обмеженням є величезні витрати на обчислення та пам'ять.

Основні принципи FHE

Основою FHE є приховування вихідної інформації за допомогою багато项式. Спрощена система FHE може включати:

1. Виберіть політичний ключ
2. Згенерувати випадковий多项式
3. Згенеруйте маленький "помилковий"多项式
4. Зашифруйте відкритий текст за допомогою вищезазначеного многочлена

Щоб впоратися з проблемою накопичення шуму, FHE використовує кілька ключових технологій:

• Перемикання ключів: зменшення розміру зашифрованого тексту
• Перемикання модуля: контроль за зростанням шуму
• Bootstrap: скинути шум на початковий рівень

В даний час вже існує кілька конкретних реалізацій FHE-рішень, які використовують технологію Bootstrap.

В挑挑ання FHE

Витрати на обчислення FHE значно вищі, ніж при звичайних обчисленнях, і можуть бути повільнішими в мільйон разів. Американська DARPA спеціально запустила програму Dprive, метою якої є підвищення швидкості обчислень FHE до 1/10 звичайних обчислень. Програма в основному зосереджена на таких аспектах:

• Збільшити довжину слова процесора
• Побудова спеціалізованих ASIC процесорів
• Побудова MIMD паралельної архітектури

Хоча прогрес повільний, але FHE все ще має унікальне значення для захисту чутливих даних, особливо в постквантову епоху.

Застосування FHE в блокчейні

FHE в блокчейні в основному використовується для захисту конфіденційності даних, включаючи конфіденційність на ланцюзі, конфіденційність даних для навчання ШІ, конфіденційність голосування на ланцюзі тощо. Його також вважають одним із потенційних рішень для MEV. Але повністю зашифровані транзакції також можуть призвести до деяких проблем, таких як усунення позитивного ефекту MEV-ботів, значне підвищення вимог до роботи вузлів тощо.

Основний огляд проекту

Наразі більшість проектів FHE базуються на технологіях, які надає Zama. Основні проекти включають:

• Zama: надає інструменти розробки на основі TFHE та fhEVM
• Octra: використовує технологію гіперграфів для реалізації FHE, створив нову мову смарт-контрактів
• Fhenix: побудова оптимістичного шару 2 з пріоритетом на конфіденційність
• Privasea: зосереджений на обробці даних LLM
• Мережа Inco: будівельний рівень 1
• Mind Network: об'єднання з Restaking трасою

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягаючи плащ Гаррі Поттера

Перспективи майбутнього

Технологія FHE все ще знаходиться на ранній стадії, стикаючись з багатьма викликами. Але з притоком більшої кількості фінансів та уваги, а також потенційними проривами в FHE-чіпах, ця технологія має потенціал для глибоких змін у таких сферах, як оборона, фінанси, медицину тощо. FHE, як дуже перспективна технологія, має обнадійливе майбутнє.