полностью гомоморфное шифрование(FHE)развитие и применение
Концепция полностью гомоморфного шифрования ( FHE ) восходит к 70-м годам 20 века, но долгое время оставалась трудно реализуемой. Его основная идея заключается в том, чтобы выполнять вычисления над зашифрованными данными без необходимости их расшифровки. Изначально можно было выполнять только простые операции сложения или умножения, что называлось частичным гомоморфным шифрованием. В 2009 году Крейг Джентри добился прорывного успеха, продемонстрировав возможность выполнения произвольных вычислений над зашифрованными данными, что открыло путь для развития полностью гомоморфного шифрования.
FHE является продвинутой технологией шифрования, которая позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки. Это означает, что можно выполнять операции непосредственно над шифротекстом и генерировать зашифрованный результат, который после расшифровки совпадает с результатом, полученным при выполнении тех же операций над открытым текстом.
Основные характеристики полностью гомоморфного шифрования
Гомоморфность
Сложение: выполнение сложения над шифротекстом эквивалентно выполнению сложения над открытым текстом.
Управление шумом: Шифрование FHE добавляет шум в зашифрованные данные для обеспечения безопасности, но после каждой операции шум увеличивается. Эффективное управление и минимизация шума имеют решающее значение, чтобы не повлиять на точность вычислений.
Неограниченные операции: в отличие от частичного гомоморфного шифрования (PHE) и некоторого гомоморфного шифрования (SHE), полное гомоморфное шифрование (FHE) поддерживает неограниченное количество сложений и умножений, позволяя выполнять любые типы вычислений на зашифрованных данных.
Строго говоря, FHE является особым случаем гомоморфного шифрования. Гомоморфное шифрование означает, что операции над зашифрованными данными эквивалентны тем же операциям над открытыми данными. Следует отметить два ключевых вызова:
Эквивалентность открытого текста и зашифрованного текста включает добавление шума. Если шум слишком велик, это может привести к сбою вычислений, поэтому контроль за шумом очень важен.
Расходы на вычисления сложения и умножения огромны. Вычисления с шифрованными данными могут быть в 10 000 до 1 000 000 раз дороже, чем вычисления с открытыми данными.
Гомоморфное шифрование в зависимости от степени реализации можно разделить на:
Частичное гомоморфное шифрование ( PHE ): поддерживает неограниченное количество операций для одной операции.
Определенный вид гомоморфного шифрования ( SHE ): поддерживает ограниченное количество сложений и умножений.
полностью гомоморфное шифрование(FHE): поддерживает неограниченное количество сложений и умножений, может выполнять любые вычисления.
Основное преимущество полностью гомоморфного шифрования (FHE) заключается в возможности выполнять любые типы вычислений на зашифрованных данных, гарантируя конфиденциальность и безопасность всего процесса вычислений.
Применение полностью гомоморфного шифрования в блокчейне
FHE имеет потенциал стать ключевой технологией для масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. В настоящее время блокчейн по умолчанию является прозрачным, каждая транзакция и переменные смарт-контракта являются открытыми. FHE может преобразовать полностью прозрачный блокчейн в частично зашифрованную форму, оставаясь при этом под контролем смарт-контракта.
Некоторая компания разрабатывает виртуальную машину FHE, позволяя программистам писать код Solidity для работы с примитивами FHE. Этот подход может решить проблемы конфиденциальности на современных блокчейнах, сделать возможными такие случаи использования, как зашифрованные платежи, игровые автоматы и казино, одновременно сохраняя граф транзакций, что делает его более удобным для регулирования.
Другим ключевым применением FHE является улучшение доступности проектов конфиденциальности. Некоторые проекты конфиденциальности имеют серьезные проблемы с доступностью, такие как время извлечения информации о балансе и задержка синхронизации. FHE предлагает решение через шифрование сообщений о конфиденциальности (OMR), позволяя клиентам кошелька синхронизироваться, не раскрывая содержимое доступа.
Однако FHE не может напрямую решить проблему масштабируемости блокчейна. Сочетание FHE с нулевыми знаниями (ZKP) может помочь решить некоторые проблемы масштабируемости. Проверяемое FHE может гарантировать правильное выполнение вычислений, обеспечивая надежный механизм вычислений для блокчейн-среды.
Связь между FHE и нулевыми доказательствами ( ZKP )
FHE и ZKP являются взаимодополняющими технологиями, но служат разным целям. ZKP позволяет выполнять проверяемые вычисления и нулевые знания, обеспечивая конфиденциальность для частных состояний. Однако ZKP не предоставляет конфиденциальности для общих состояний, что имеет решающее значение для платформ без разрешений для смарт-контрактов. FHE и многопартитные вычисления (MPC) позволяют выполнять вычисления над зашифрованными данными без их раскрытия.
Сочетание ZKP и FHE значительно увеличивает вычислительную сложность, за исключением тех случаев, когда это необходимо для конкретного применения, в противном случае это малореально.
Состояние и перспективы полностью гомоморфного шифрования (FHE)
FHE отстает от ZKP примерно на 3-4 года в разработке, но быстро догоняет. Проекты первого поколения FHE уже начали тестирование, основная сеть ожидается к запуску позже в этом году. Несмотря на то, что вычислительные затраты FHE все еще выше, чем у ZKP, его потенциал для массового применения огромен. Как только FHE войдет в производство и будет масштабироваться, ожидается, что он будет расти так же быстро, как ZK Rollups.
Вызовы и瓶颈
Применение полностью гомоморфного шифрования сталкивается с вызовами, такими как вычислительная эффективность и управление ключами. Операции самозагрузки в полностью гомоморфном шифровании требуют значительных вычислительных ресурсов, но прогресс в алгоритмах и инженерные оптимизации улучшают эту проблему. Для некоторых конкретных случаев, таких как машинное обучение, альтернативные решения без самозагрузки могут быть более эффективными.
Управление ключами также является большой проблемой. Некоторые проекты FHE требуют управления ключами с пороговым значением, что предполагает наличие группы проверяющих с возможностью расшифровки. Этот подход требует дальнейшей доработки для преодоления проблемы единой точки отказа.
Текущая ситуация на рынке полностью гомоморфного шифрования
Некоторые венчурные компании в области шифрования активно инвестируют в сферу FHE, видя в ней потенциал. Уже существующие проекты разрабатывают приложения, такие как игровые автоматы, казино, коммерческие платежи и игры, в сотрудничестве с партнерами.
Пороговое полностью гомоморфное шифрование ( TFHE ) объединяет полностью гомоморфное шифрование с многопартнерскими вычислениями и блокчейном, что особенно многообещающе и открывает новые сценарии применения. Дружественность разработчиков FHE позволяет использовать Solidity для программирования, что делает его практичным и осуществимым в разработке приложений.
Конкурентная среда
Множество компаний соревнуются в области FHE:
Одна компания сосредоточена на аппаратном ускорении для генерации и проверки нулевых доказательств в реальном времени.
Другая компания разрабатывает решение FHE для блокчейна и ИИ.
Также есть компании, которые помогают инженерам использовать полностью гомоморфное шифрование для создания и развертывания конфиденциальных приложений.
Некоторые проекты разрабатывают блокчейн-сети, поддерживающие полностью гомоморфное шифрование.
Также компании строят слой повторной заливки FHE для DePIN и ИИ.
Эти компании получили поддержку венчурного капитала, что демонстрирует доверие рынка к технологии FHE.
Регуляторная среда
Регуляторная среда для таких технологий конфиденциальности, как FHE, различается в разных регионах. Несмотря на то, что конфиденциальность данных широко поддерживается, финансовая конфиденциальность по-прежнему остается серой зоной. FHE обещает улучшить конфиденциальность данных, позволяя пользователям сохранять права собственности на данные и, возможно, извлекать из них выгоду, сохраняя при этом социальную пользу.
Заключение
Полностью гомоморфное шифрование(FHE)находится на переднем крае революции в области шифрования, предлагая передовые решения для обеспечения конфиденциальности и безопасности. С развитием технологий и привлечением капитала FHE ожидает массовое применение, решая ключевые проблемы масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. В течение следующих 3-5 лет ожидается значительный прогресс FHE, который принесет инновационные приложения в экосистему шифрования.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
17 Лайков
Награда
17
6
Поделиться
комментарий
0/400
NftDataDetective
· 11ч назад
интересная технология... но сначала покажите мне реальный объем txn
Посмотреть ОригиналОтветить0
not_your_keys
· 07-19 18:24
Снова дует в такое, затраты высокие, бесполезно
Посмотреть ОригиналОтветить0
OfflineNewbie
· 07-19 18:20
бык啤 шифрование界永远少不了安全吹
Посмотреть ОригиналОтветить0
LiquidationWatcher
· 07-19 17:59
fr эта технология может спасти нас от еще одной ликвидации Celsius...ptsd
Посмотреть ОригиналОтветить0
AirdropHunterWang
· 07-19 17:55
Ещё одна новая концепция для того, чтобы обмануть людей на деньги?
Полностью гомоморфное шифрование FHE: Будущая звезда защиты конфиденциальности Блокчейн
полностью гомоморфное шифрование(FHE)развитие и применение
Концепция полностью гомоморфного шифрования ( FHE ) восходит к 70-м годам 20 века, но долгое время оставалась трудно реализуемой. Его основная идея заключается в том, чтобы выполнять вычисления над зашифрованными данными без необходимости их расшифровки. Изначально можно было выполнять только простые операции сложения или умножения, что называлось частичным гомоморфным шифрованием. В 2009 году Крейг Джентри добился прорывного успеха, продемонстрировав возможность выполнения произвольных вычислений над зашифрованными данными, что открыло путь для развития полностью гомоморфного шифрования.
FHE является продвинутой технологией шифрования, которая позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки. Это означает, что можно выполнять операции непосредственно над шифротекстом и генерировать зашифрованный результат, который после расшифровки совпадает с результатом, полученным при выполнении тех же операций над открытым текстом.
Основные характеристики полностью гомоморфного шифрования
Гомоморфность
Управление шумом: Шифрование FHE добавляет шум в зашифрованные данные для обеспечения безопасности, но после каждой операции шум увеличивается. Эффективное управление и минимизация шума имеют решающее значение, чтобы не повлиять на точность вычислений.
Неограниченные операции: в отличие от частичного гомоморфного шифрования (PHE) и некоторого гомоморфного шифрования (SHE), полное гомоморфное шифрование (FHE) поддерживает неограниченное количество сложений и умножений, позволяя выполнять любые типы вычислений на зашифрованных данных.
Строго говоря, FHE является особым случаем гомоморфного шифрования. Гомоморфное шифрование означает, что операции над зашифрованными данными эквивалентны тем же операциям над открытыми данными. Следует отметить два ключевых вызова:
Эквивалентность открытого текста и зашифрованного текста включает добавление шума. Если шум слишком велик, это может привести к сбою вычислений, поэтому контроль за шумом очень важен.
Расходы на вычисления сложения и умножения огромны. Вычисления с шифрованными данными могут быть в 10 000 до 1 000 000 раз дороже, чем вычисления с открытыми данными.
Гомоморфное шифрование в зависимости от степени реализации можно разделить на:
Основное преимущество полностью гомоморфного шифрования (FHE) заключается в возможности выполнять любые типы вычислений на зашифрованных данных, гарантируя конфиденциальность и безопасность всего процесса вычислений.
Применение полностью гомоморфного шифрования в блокчейне
FHE имеет потенциал стать ключевой технологией для масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. В настоящее время блокчейн по умолчанию является прозрачным, каждая транзакция и переменные смарт-контракта являются открытыми. FHE может преобразовать полностью прозрачный блокчейн в частично зашифрованную форму, оставаясь при этом под контролем смарт-контракта.
Некоторая компания разрабатывает виртуальную машину FHE, позволяя программистам писать код Solidity для работы с примитивами FHE. Этот подход может решить проблемы конфиденциальности на современных блокчейнах, сделать возможными такие случаи использования, как зашифрованные платежи, игровые автоматы и казино, одновременно сохраняя граф транзакций, что делает его более удобным для регулирования.
Другим ключевым применением FHE является улучшение доступности проектов конфиденциальности. Некоторые проекты конфиденциальности имеют серьезные проблемы с доступностью, такие как время извлечения информации о балансе и задержка синхронизации. FHE предлагает решение через шифрование сообщений о конфиденциальности (OMR), позволяя клиентам кошелька синхронизироваться, не раскрывая содержимое доступа.
Однако FHE не может напрямую решить проблему масштабируемости блокчейна. Сочетание FHE с нулевыми знаниями (ZKP) может помочь решить некоторые проблемы масштабируемости. Проверяемое FHE может гарантировать правильное выполнение вычислений, обеспечивая надежный механизм вычислений для блокчейн-среды.
Связь между FHE и нулевыми доказательствами ( ZKP )
FHE и ZKP являются взаимодополняющими технологиями, но служат разным целям. ZKP позволяет выполнять проверяемые вычисления и нулевые знания, обеспечивая конфиденциальность для частных состояний. Однако ZKP не предоставляет конфиденциальности для общих состояний, что имеет решающее значение для платформ без разрешений для смарт-контрактов. FHE и многопартитные вычисления (MPC) позволяют выполнять вычисления над зашифрованными данными без их раскрытия.
Сочетание ZKP и FHE значительно увеличивает вычислительную сложность, за исключением тех случаев, когда это необходимо для конкретного применения, в противном случае это малореально.
Состояние и перспективы полностью гомоморфного шифрования (FHE)
FHE отстает от ZKP примерно на 3-4 года в разработке, но быстро догоняет. Проекты первого поколения FHE уже начали тестирование, основная сеть ожидается к запуску позже в этом году. Несмотря на то, что вычислительные затраты FHE все еще выше, чем у ZKP, его потенциал для массового применения огромен. Как только FHE войдет в производство и будет масштабироваться, ожидается, что он будет расти так же быстро, как ZK Rollups.
Вызовы и瓶颈
Применение полностью гомоморфного шифрования сталкивается с вызовами, такими как вычислительная эффективность и управление ключами. Операции самозагрузки в полностью гомоморфном шифровании требуют значительных вычислительных ресурсов, но прогресс в алгоритмах и инженерные оптимизации улучшают эту проблему. Для некоторых конкретных случаев, таких как машинное обучение, альтернативные решения без самозагрузки могут быть более эффективными.
Управление ключами также является большой проблемой. Некоторые проекты FHE требуют управления ключами с пороговым значением, что предполагает наличие группы проверяющих с возможностью расшифровки. Этот подход требует дальнейшей доработки для преодоления проблемы единой точки отказа.
Текущая ситуация на рынке полностью гомоморфного шифрования
Некоторые венчурные компании в области шифрования активно инвестируют в сферу FHE, видя в ней потенциал. Уже существующие проекты разрабатывают приложения, такие как игровые автоматы, казино, коммерческие платежи и игры, в сотрудничестве с партнерами.
Пороговое полностью гомоморфное шифрование ( TFHE ) объединяет полностью гомоморфное шифрование с многопартнерскими вычислениями и блокчейном, что особенно многообещающе и открывает новые сценарии применения. Дружественность разработчиков FHE позволяет использовать Solidity для программирования, что делает его практичным и осуществимым в разработке приложений.
Конкурентная среда
Множество компаний соревнуются в области FHE:
Эти компании получили поддержку венчурного капитала, что демонстрирует доверие рынка к технологии FHE.
Регуляторная среда
Регуляторная среда для таких технологий конфиденциальности, как FHE, различается в разных регионах. Несмотря на то, что конфиденциальность данных широко поддерживается, финансовая конфиденциальность по-прежнему остается серой зоной. FHE обещает улучшить конфиденциальность данных, позволяя пользователям сохранять права собственности на данные и, возможно, извлекать из них выгоду, сохраняя при этом социальную пользу.
Заключение
Полностью гомоморфное шифрование(FHE)находится на переднем крае революции в области шифрования, предлагая передовые решения для обеспечения конфиденциальности и безопасности. С развитием технологий и привлечением капитала FHE ожидает массовое применение, решая ключевые проблемы масштабируемости и защиты конфиденциальности в блокчейне. В течение следующих 3-5 лет ожидается значительный прогресс FHE, который принесет инновационные приложения в экосистему шифрования.