FHE: Ánh sáng tương lai của tính toán bảo mật

Mã hóa đồng nhất ( FHE ) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trực tiếp trên dữ liệu đã được mã hóa, từ đó xử lý dữ liệu trong khi vẫn bảo vệ quyền riêng tư. FHE có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như tài chính, y tế, điện toán đám mây, và học máy, nhưng hiện tại việc thương mại hóa vẫn cần thời gian, chủ yếu do chi phí tính toán và bộ nhớ lớn.

Nguyên lý cơ bản của FHE

Cốt lõi của FHE là ẩn thông tin gốc thông qua đa thức. Một hệ thống FHE đơn giản có thể bao gồm:

1. Chọn một đa thức khóa
2. Tạo một đa thức ngẫu nhiên
3. Tạo một đa thức "lỗi" nhỏ
4. Sử dụng đa thức trên để mã hóa văn bản gốc

Để xử lý vấn đề tích lũy tiếng ồn, FHE đã áp dụng một số công nghệ quan trọng:

• Chuyển đổi khóa: Giảm kích thước văn bản mã hóa
• Chuyển đổi mô số: kiểm soát sự gia tăng tiếng ồn
• Bootstrap: Đặt lại tiếng ồn về mức ban đầu

Hiện tại đã có nhiều triển khai cụ thể của các phương án FHE, tất cả đều sử dụng công nghệ Bootstrap.

Những thách thức mà FHE đang đối mặt

Chi phí tính toán FHE so với tính toán thông thường là rất lớn, có thể chậm hơn hàng triệu lần. Mỹ DARPA đã khởi động chương trình Dprive, với mục tiêu nâng tốc độ tính toán FHE lên 1/10 so với tính toán thông thường. Chương trình này chủ yếu tập trung vào các khía cạnh sau:

• Tăng độ dài từ xử lý của bộ xử lý
• Xây dựng bộ xử lý ASIC chuyên dụng
• Xây dựng kiến trúc song song MIMD

Mặc dù tiến triển chậm, nhưng FHE vẫn có ý nghĩa đặc biệt trong việc bảo vệ dữ liệu nhạy cảm, đặc biệt là trong thời đại hậu lượng tử.

FHE trong ứng dụng blockchain

FHE chủ yếu được sử dụng trong blockchain để bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu, bao gồm quyền riêng tư trên chuỗi, quyền riêng tư dữ liệu đào tạo AI, quyền riêng tư bỏ phiếu trên chuỗi, v.v. Nó cũng được coi là một trong những giải pháp MEV tiềm năng. Tuy nhiên, giao dịch được mã hóa hoàn toàn cũng sẽ mang lại một số vấn đề, chẳng hạn như loại bỏ hiệu ứng tích cực của MEV bots, làm tăng đáng kể yêu cầu vận hành nút, v.v.

Tổng quan về các dự án chính

Hiện tại hầu hết các dự án FHE đều dựa trên công nghệ do Zama cung cấp. Các dự án chính bao gồm:

• Zama: Cung cấp công cụ phát triển dựa trên TFHE và fhEVM
• Octra: Ứng dụng công nghệ hypergraphs để thực hiện FHE, xây dựng ngôn ngữ hợp đồng thông minh mới.
• Fhenix: Xây dựng Lớp 2 Optimism ưu tiên quyền riêng tư
• Privasea: Tập trung vào tính toán dữ liệu LLM
• Inco Network: Xây dựng Layer 1
• Mind Network: Kết hợp với Restaking

Triển vọng tương lai

Công nghệ FHE vẫn đang ở giai đoạn đầu, đối mặt với nhiều thách thức. Nhưng với sự đổ vào nhiều vốn và sự chú ý, cùng với những đột phá tiềm năng trong chip FHE, công nghệ này có khả năng mang lại những thay đổi sâu sắc trong các lĩnh vực quốc phòng, tài chính, y tế, v.v. FHE như một công nghệ đầy hứa hẹn, tương lai rất đáng kỳ vọng.