Tamamen homomorfik şifreleme: Prensip ve Uygulama Senaryoları
Şifreleme genellikle statik şifreleme ve iletimde şifreleme olmak üzere iki türde sınıflandırılır. Statik şifreleme, verileri şifreledikten sonra donanım cihazlarında veya bulut sunucularında depolar, yalnızca yetkili kişiler şifre çözülmüş içeriği görebilir. İletimde şifreleme ise internet üzerinden iletilen verilerin yalnızca belirlenen alıcı tarafından yorumlanmasını sağlar. Bu iki şifreleme türü şifreleme algoritmalarına dayanır ve verilerin bütünlüğünü ve gizliliğini sağlamak için kimlik doğrulama şifrelemesi kullanılır.
Ancak, bazı çok taraflı işbirliği senaryoları, şifrelenmiş verilerin karmaşık bir şekilde işlenmesini gerektirir, bu da gizlilik koruma teknolojisi kapsamına girer. Tamamen homomorfik şifreleme ( FHE ), önemli bir çözümdür. Çevrimiçi oylama örneği olarak, seçmenler şifrelenmiş oylama sonuçlarını istatistikçilere sunar; bu da, verileri çözmeden nihai sonucu istatistiksel olarak hesaplamak zorundadır. Geleneksel şifreleme çözümleri, gizliliği korurken bu tür karmaşık hesaplamaları gerçekleştirmekte zorluk çeker.
Bu tür sorunları çözmek için tamamen homomorfik şifreleme ortaya çıkmıştır. FHE, şifreli verileri çözmeden doğrudan şifreli veriler üzerinde fonksiyon hesaplamasına izin verir ve bu fonksiyonun çıktısının şifrelenmiş sonucunu elde eder, böylece gizliliği korur. FHE'de, fonksiyonun matematiksel yapısı kamuya açıktır ve tüm işleme süreci bulut ortamında gerçekleştirilirken gizlilik sızması olmaz. Girdi ve çıktı her ikisi de şifreli veridir ve çözmek için anahtara ihtiyaç vardır.
FHE, çıktısı olan şifreli verinin boyutu ve şifre çözme yükü yalnızca orijinal düz metne bağlı olan, spesifik hesaplama sürecine bağımlı olmayan kompakt bir şifreleme sistemidir. Bu, girişleri ve fonksiyon kaynak kodunu basitçe birleştiren non-kompakt şifreleme sistemlerinden farklıdır.
Gerçek uygulamalarda, FHE genellikle TEE gibi güvenli yürütme ortamlarının alternatif bir çözümü olarak görülmektedir. FHE'nin güvenliği şifreleme algoritmalarına dayanmakta olup, donanıma bağımlı değildir, bu nedenle yan kanal saldırıları veya bulut sunucularının saldırıya uğramasından etkilenmez. Hassas veri hesaplamalarının dış kaynak kullanarak yapılması gereken senaryolar için, FHE bulut tabanlı sanal makineler veya TEE'ye göre daha güvenli ve güvenilir bir seçenektir.
FHE sistemi genellikle birkaç anahtar grubunu içerir:
Şifre çözme anahtarı: Anahtar, FHE şifreli metni çözmek için kullanılır, genellikle kullanıcı tarafından yerel olarak üretilir ve dışarıya verilmez.
Şifreleme anahtarı: Açık metni şifreli metne dönüştürmek için kullanılır, genellikle açık anahtar modunda açıktır.
Anahtar hesaplama: Şifreli veriler üzerinde homomorfik işlemler yapmak için kullanılır, kamuya açık olarak yayınlanabilir, ancak yalnızca homomorfik hesaplama için kullanılabilir, şifreli verileri kırmak için değil.
Burada şifre çözme anahtarı en hassas olanıdır, sahibi tüm homomorfik işlem zincirinin etkili ve son şifrelenmiş verinin güvenliğini sağlamalıdır. Homomorfik işlem süreci, kötü niyetli davranışları önlemek için kamuya açık bir şekilde doğrulanabilir.
FHE'nin birçok uygulama modu vardır:
Dış kaynak kullanımı modeli: Hesaplama görevlerini bulut hizmet sağlayıcılarına devretmek, özel bilgi arama gibi senaryolar için uygundur.
İki taraflı hesaplama modeli: Her iki taraf, ortak hesaplama için gizli verileri katkıda bulunur, örneğin "milyoner problemi".
Birleşik Mod: Birden fazla kaynağın verilerini hesaplamak için bir araya getirir, federatif öğrenme, çevrimiçi oylama vb. için uygundur.
İstemci-Sunucu Modu: Sunucu, birden fazla bağımsız istemciye tamamen homomorfik şifreleme hesaplama hizmeti sunar, örneğin özel AI model hesaplamaları.
Sonuçların geçerliliğini sağlamak için, FHE genellikle fazlalık, dijital imza gibi yöntemler kullanır. Ara değişkenlerin sızmasını önlemek için, şifre çözme anahtarı sahiplerinin ara şifreli verilere erişimini kısıtlamak veya şifre çözme anahtarını gizli paylaşım ile dağıtmak mümkündür.
FHE, her türlü karmaşıklıkta hesaplama görevlerini destekleyebilen en esnek tamamen homomorfik şifreleme türüdür. Ancak FHE, gürültü birikimi gibi teknik zorluklarla karşı karşıyadır ve gürültü seviyesini kontrol etmek için pahalı özelleştirme işlemleri gerekmektedir. Gelecekte FHE teknolojisinin gelişimi, daha fazla gizlilik hesaplama senaryosunda önemli bir rol oynaması beklenmektedir.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
9 Likes
Reward
9
5
Share
Comment
0/400
ZKProofEnthusiast
· 07-19 22:24
Kasimir, zk alanına odaklanan bir doğrulama düğümü.
View OriginalReply0
TxFailed
· 07-19 16:48
klasik kenar durumu uyarısı... fhe bizi başka bir celsius kabusundan kurtarabilir tbh
View OriginalReply0
LightningPacketLoss
· 07-19 16:37
Anladım anladım, FHE bu şey, poşeti açmadan içindeki ne olduğunu bilmek değil mi?
View OriginalReply0
TrustlessMaximalist
· 07-19 16:36
Kriptografi bu konuda beni direkt parçaladı.
View OriginalReply0
CryptoGoldmine
· 07-19 16:32
Teknoloji + gizlilik görünüyor ki kripto dünyası verilerin güvenliği yeni bir aşamaya geçecek ROI umudumuz var.
tamamen homomorfik şifreleme FHE: gizlilik koruma amaçlı şifreli metin hesaplama teknolojisi
Tamamen homomorfik şifreleme: Prensip ve Uygulama Senaryoları
Şifreleme genellikle statik şifreleme ve iletimde şifreleme olmak üzere iki türde sınıflandırılır. Statik şifreleme, verileri şifreledikten sonra donanım cihazlarında veya bulut sunucularında depolar, yalnızca yetkili kişiler şifre çözülmüş içeriği görebilir. İletimde şifreleme ise internet üzerinden iletilen verilerin yalnızca belirlenen alıcı tarafından yorumlanmasını sağlar. Bu iki şifreleme türü şifreleme algoritmalarına dayanır ve verilerin bütünlüğünü ve gizliliğini sağlamak için kimlik doğrulama şifrelemesi kullanılır.
Ancak, bazı çok taraflı işbirliği senaryoları, şifrelenmiş verilerin karmaşık bir şekilde işlenmesini gerektirir, bu da gizlilik koruma teknolojisi kapsamına girer. Tamamen homomorfik şifreleme ( FHE ), önemli bir çözümdür. Çevrimiçi oylama örneği olarak, seçmenler şifrelenmiş oylama sonuçlarını istatistikçilere sunar; bu da, verileri çözmeden nihai sonucu istatistiksel olarak hesaplamak zorundadır. Geleneksel şifreleme çözümleri, gizliliği korurken bu tür karmaşık hesaplamaları gerçekleştirmekte zorluk çeker.
Bu tür sorunları çözmek için tamamen homomorfik şifreleme ortaya çıkmıştır. FHE, şifreli verileri çözmeden doğrudan şifreli veriler üzerinde fonksiyon hesaplamasına izin verir ve bu fonksiyonun çıktısının şifrelenmiş sonucunu elde eder, böylece gizliliği korur. FHE'de, fonksiyonun matematiksel yapısı kamuya açıktır ve tüm işleme süreci bulut ortamında gerçekleştirilirken gizlilik sızması olmaz. Girdi ve çıktı her ikisi de şifreli veridir ve çözmek için anahtara ihtiyaç vardır.
FHE, çıktısı olan şifreli verinin boyutu ve şifre çözme yükü yalnızca orijinal düz metne bağlı olan, spesifik hesaplama sürecine bağımlı olmayan kompakt bir şifreleme sistemidir. Bu, girişleri ve fonksiyon kaynak kodunu basitçe birleştiren non-kompakt şifreleme sistemlerinden farklıdır.
Gerçek uygulamalarda, FHE genellikle TEE gibi güvenli yürütme ortamlarının alternatif bir çözümü olarak görülmektedir. FHE'nin güvenliği şifreleme algoritmalarına dayanmakta olup, donanıma bağımlı değildir, bu nedenle yan kanal saldırıları veya bulut sunucularının saldırıya uğramasından etkilenmez. Hassas veri hesaplamalarının dış kaynak kullanarak yapılması gereken senaryolar için, FHE bulut tabanlı sanal makineler veya TEE'ye göre daha güvenli ve güvenilir bir seçenektir.
FHE sistemi genellikle birkaç anahtar grubunu içerir:
Şifre çözme anahtarı: Anahtar, FHE şifreli metni çözmek için kullanılır, genellikle kullanıcı tarafından yerel olarak üretilir ve dışarıya verilmez.
Şifreleme anahtarı: Açık metni şifreli metne dönüştürmek için kullanılır, genellikle açık anahtar modunda açıktır.
Anahtar hesaplama: Şifreli veriler üzerinde homomorfik işlemler yapmak için kullanılır, kamuya açık olarak yayınlanabilir, ancak yalnızca homomorfik hesaplama için kullanılabilir, şifreli verileri kırmak için değil.
Burada şifre çözme anahtarı en hassas olanıdır, sahibi tüm homomorfik işlem zincirinin etkili ve son şifrelenmiş verinin güvenliğini sağlamalıdır. Homomorfik işlem süreci, kötü niyetli davranışları önlemek için kamuya açık bir şekilde doğrulanabilir.
FHE'nin birçok uygulama modu vardır:
Sonuçların geçerliliğini sağlamak için, FHE genellikle fazlalık, dijital imza gibi yöntemler kullanır. Ara değişkenlerin sızmasını önlemek için, şifre çözme anahtarı sahiplerinin ara şifreli verilere erişimini kısıtlamak veya şifre çözme anahtarını gizli paylaşım ile dağıtmak mümkündür.
FHE, her türlü karmaşıklıkta hesaplama görevlerini destekleyebilen en esnek tamamen homomorfik şifreleme türüdür. Ancak FHE, gürültü birikimi gibi teknik zorluklarla karşı karşıyadır ve gürültü seviyesini kontrol etmek için pahalı özelleştirme işlemleri gerekmektedir. Gelecekte FHE teknolojisinin gelişimi, daha fazla gizlilik hesaplama senaryosunda önemli bir rol oynaması beklenmektedir.