encriptação totalmente homomórfica: princípio e cenários de aplicação
A encriptação geralmente é dividida em duas categorias: encriptação estática e encriptação em trânsito. A encriptação estática armazena os dados encriptados em dispositivos de hardware ou servidores na nuvem, sendo que apenas pessoas autorizadas podem visualizar o conteúdo descriptografado. A encriptação em trânsito assegura que os dados transmitidos pela internet só possam ser interpretados pelo destinatário designado. Ambas as formas de encriptação dependem de algoritmos de encriptação e garantem a integridade e a confidencialidade dos dados através da encriptação autenticada.
No entanto, certos cenários de colaboração multipartidária exigem o processamento complexo de dados cifrados, o que se enquadra na categoria de técnicas de proteção de privacidade, entre as quais a encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) é uma solução importante. Tomando como exemplo a votação online, os eleitores submetem os resultados da votação encriptados à parte responsável pela contagem, que precisa calcular o resultado final sem descriptografar. Os esquemas de encriptação tradicionais têm dificuldade em realizar esse cálculo complexo enquanto protegem a privacidade.
Para resolver esse tipo de problema, a encriptação totalmente homomórfica surgiu. A FHE permite que funções sejam calculadas diretamente sobre o texto cifrado sem a necessidade de decifrá-lo, obtendo assim o resultado cifrado da função, protegendo a privacidade. Na FHE, a construção matemática da função é pública, e todo o processo pode ser executado na nuvem sem revelar a privacidade. Tanto a entrada quanto a saída são textos cifrados, sendo necessário uma chave para decifrá-los.
A FHE é um esquema de encriptação compacto, onde o tamanho do ciphertext do resultado e o trabalho de decriptação dependem apenas do texto claro original, não dependendo do processo de cálculo específico. Isto é diferente dos sistemas de encriptação não compactos que simplesmente ligam a entrada e o código-fonte da função.
Na prática, a encriptação totalmente homomórfica (FHE) é frequentemente vista como uma alternativa a ambientes de execução seguros como TEE. A segurança da FHE baseia-se em algoritmos de encriptação, não dependendo de hardware, e portanto não é afetada por ataques de canal lateral ou por ataques a servidores em nuvem. Para cenários que exigem a terceirização de cálculos de dados sensíveis, a FHE é mais segura e confiável do que máquinas virtuais baseadas em nuvem ou TEE.
O sistema FHE normalmente contém vários conjuntos de chaves:
Chave de decriptação: chave principal, utilizada para decriptar o texto cifrado FHE, geralmente gerada localmente pelo usuário e não divulgada.
Chave de encriptação: utilizada para converter texto claro em texto cifrado, normalmente é pública no modo de chave pública.
Cálculo da chave: usada para realizar operações homomórficas sobre o texto cifrado, pode ser divulgada publicamente, mas deve ser usada apenas para cálculos homomórficos e não para quebrar o texto cifrado.
O segredo de decriptação é o mais sensível, e o detentor deve garantir que toda a cadeia de operações homomórficas seja eficaz e que a mensagem final esteja segura. O processo de operação homomórfica pode ser verificado publicamente, para evitar comportamentos maliciosos.
FHE tem vários modos de aplicação:
Modelo de outsourcing: terceirizar tarefas de computação para provedores de serviços em nuvem, adequado para cenários como recuperação de informações privadas.
Modo de cálculo entre duas partes: ambas as partes contribuem com dados privados para realizar cálculos conjuntos, como o "problema do milionário".
Modo de agregação: Agregar dados de várias partes para cálculo, aplicável a aprendizado federado, votação online, etc.
Modo cliente-servidor: o servidor fornece serviços de cálculo FHE para múltiplos clientes independentes, como operações de modelos de IA privados.
Para garantir a validade dos resultados de cálculo, a Criptografia homomórfica geralmente utiliza métodos como a introdução de redundância e assinaturas digitais. Para evitar a divulgação de variáveis intermediárias, pode-se restringir o acesso dos detentores da chave de decriptação aos ciphertexts intermediários, ou utilizar partilha secreta para distribuir a chave de decriptação.
FHE é o tipo de encriptação homomórfica mais flexível, podendo suportar tarefas de cálculo de qualquer complexidade. No entanto, o FHE também enfrenta o problema técnico da acumulação de ruído, necessitando de operações de auto-bootstrapping dispendiosas para controlar o nível de ruído. O desenvolvimento futuro da tecnologia FHE promete desempenhar um papel importante em mais cenários de cálculo de privacidade.
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ZKProofEnthusiast
· 07-19 22:24
Um nó de validação focado na área zk da Casimir
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TxFailed
· 07-19 16:48
alerta de caso extremo clássico... a fhe pode nos salvar de outro pesadelo da celsius, para ser sincero
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LightningPacketLoss
· 07-19 16:37
Entendi, entendi. FHE não é nada mais do que saber o que está dentro do saco sem abrir.
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TrustlessMaximalist
· 07-19 16:36
A Criptografia está a fazer-me ficar completamente maluco.
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CryptoGoldmine
· 07-19 16:32
Tecnologia + Privacidade Parece que a segurança dos dados no mundo crypto vai dar um novo salto. O ROI tem potencial.
encriptação totalmente homomórfica FHE: técnica de cálculo cifrado para proteção da privacidade
encriptação totalmente homomórfica: princípio e cenários de aplicação
A encriptação geralmente é dividida em duas categorias: encriptação estática e encriptação em trânsito. A encriptação estática armazena os dados encriptados em dispositivos de hardware ou servidores na nuvem, sendo que apenas pessoas autorizadas podem visualizar o conteúdo descriptografado. A encriptação em trânsito assegura que os dados transmitidos pela internet só possam ser interpretados pelo destinatário designado. Ambas as formas de encriptação dependem de algoritmos de encriptação e garantem a integridade e a confidencialidade dos dados através da encriptação autenticada.
No entanto, certos cenários de colaboração multipartidária exigem o processamento complexo de dados cifrados, o que se enquadra na categoria de técnicas de proteção de privacidade, entre as quais a encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) é uma solução importante. Tomando como exemplo a votação online, os eleitores submetem os resultados da votação encriptados à parte responsável pela contagem, que precisa calcular o resultado final sem descriptografar. Os esquemas de encriptação tradicionais têm dificuldade em realizar esse cálculo complexo enquanto protegem a privacidade.
Para resolver esse tipo de problema, a encriptação totalmente homomórfica surgiu. A FHE permite que funções sejam calculadas diretamente sobre o texto cifrado sem a necessidade de decifrá-lo, obtendo assim o resultado cifrado da função, protegendo a privacidade. Na FHE, a construção matemática da função é pública, e todo o processo pode ser executado na nuvem sem revelar a privacidade. Tanto a entrada quanto a saída são textos cifrados, sendo necessário uma chave para decifrá-los.
A FHE é um esquema de encriptação compacto, onde o tamanho do ciphertext do resultado e o trabalho de decriptação dependem apenas do texto claro original, não dependendo do processo de cálculo específico. Isto é diferente dos sistemas de encriptação não compactos que simplesmente ligam a entrada e o código-fonte da função.
Na prática, a encriptação totalmente homomórfica (FHE) é frequentemente vista como uma alternativa a ambientes de execução seguros como TEE. A segurança da FHE baseia-se em algoritmos de encriptação, não dependendo de hardware, e portanto não é afetada por ataques de canal lateral ou por ataques a servidores em nuvem. Para cenários que exigem a terceirização de cálculos de dados sensíveis, a FHE é mais segura e confiável do que máquinas virtuais baseadas em nuvem ou TEE.
O sistema FHE normalmente contém vários conjuntos de chaves:
Chave de decriptação: chave principal, utilizada para decriptar o texto cifrado FHE, geralmente gerada localmente pelo usuário e não divulgada.
Chave de encriptação: utilizada para converter texto claro em texto cifrado, normalmente é pública no modo de chave pública.
Cálculo da chave: usada para realizar operações homomórficas sobre o texto cifrado, pode ser divulgada publicamente, mas deve ser usada apenas para cálculos homomórficos e não para quebrar o texto cifrado.
O segredo de decriptação é o mais sensível, e o detentor deve garantir que toda a cadeia de operações homomórficas seja eficaz e que a mensagem final esteja segura. O processo de operação homomórfica pode ser verificado publicamente, para evitar comportamentos maliciosos.
FHE tem vários modos de aplicação:
Para garantir a validade dos resultados de cálculo, a Criptografia homomórfica geralmente utiliza métodos como a introdução de redundância e assinaturas digitais. Para evitar a divulgação de variáveis intermediárias, pode-se restringir o acesso dos detentores da chave de decriptação aos ciphertexts intermediários, ou utilizar partilha secreta para distribuir a chave de decriptação.
FHE é o tipo de encriptação homomórfica mais flexível, podendo suportar tarefas de cálculo de qualquer complexidade. No entanto, o FHE também enfrenta o problema técnico da acumulação de ruído, necessitando de operações de auto-bootstrapping dispendiosas para controlar o nível de ruído. O desenvolvimento futuro da tecnologia FHE promete desempenhar um papel importante em mais cenários de cálculo de privacidade.