全同態加密FHE:區塊鏈隱私保護的未來之星

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全同態加密(FHE)的發展與應用

全同態加密(FHE)的概念最早可以追溯到20世紀70年代,但長期以來一直難以實現。其核心思想是對加密數據進行計算而無需解密。最初只能進行簡單的加法或乘法運算,稱爲部分同態加密。2009年,Craig Gentry取得突破性進展,展示了可以在加密數據上進行任意計算,從而開啓了全同態加密的發展。

FHE是一種先進的加密技術,允許在不解密的情況下對加密數據進行計算。這意味着可以直接對密文進行操作並生成加密結果,解密後該結果與對明文進行相同操作的結果一致。

全同態加密(FHE)的進展與應用

FHE的核心特性

同態性

  • 加法:對密文進行加法等同於對明文進行加法。
  • 乘法:對密文進行乘法等同於對明文進行乘法。

噪聲管理:FHE加密會在密文中添加噪聲以確保安全性,但每次操作後噪聲都會增加。有效管理和最小化噪聲至關重要,以免影響計算準確性。

無限操作:與部分同態加密(PHE)和某種同態加密(SHE)不同,FHE支持無限次的加法和乘法,可以在加密數據上進行任意類型的計算。

嚴格來說,FHE是同態加密的一種特殊情況。同態加密意味着對密文的操作等同於對明文的相同操作。需要注意兩個關鍵挑戰:

  1. 明文和密文之間的等效性涉及添加噪聲。如果噪聲過大可能導致計算失敗,因此噪聲控制非常重要。

  2. 加法和乘法的計算開銷巨大。密文計算可能比明文計算昂貴10,000到1,000,000倍。

同態加密根據實現程度可分爲:

  • 部分同態加密(PHE):支持一種操作的無限次運算。
  • 某種同態加密(SHE):支持有限次數的加法和乘法。
  • 全同態加密(FHE):支持無限次的加法和乘法,可進行任意計算。

FHE的主要優勢在於能夠在加密數據上進行任何類型的計算,確保整個計算過程的隱私和安全性。

FHE在區塊鏈中的應用

FHE有望成爲區塊鏈可擴展性和隱私保護的關鍵技術。目前區塊鏈默認是透明的,每筆交易和智能合約變量都是公開的。FHE可以將完全透明的區塊鏈轉變爲部分加密形式,同時仍受智能合約控制。

某公司正在開發FHE虛擬機,允許程序員編寫操作FHE原語的Solidity代碼。這種方法可以解決當今區塊鏈上的隱私問題,使加密支付、老虎機和賭場等用例成爲可能,同時保留交易圖,使其更具監管友好性。

FHE的另一個關鍵應用是改善隱私項目的可用性。一些隱私項目在餘額信息檢索時間和同步延遲等方面存在重大可用性問題。FHE通過隱私消息檢索(OMR)提供解決方案,允許錢包客戶端在不暴露訪問內容的情況下同步。

然而,FHE並不能直接解決區塊鏈可擴展性問題。將FHE與零知識證明(ZKP)結合可能解決一些可擴展性挑戰。可驗證的FHE可以確保計算正確執行,爲區塊鏈環境提供可信的計算機制。

FHE和零知識證明(ZKP)的關係

FHE和ZKP是互補的技術,但服務於不同目的。ZKP允許可驗證的計算和零知識屬性,爲私有狀態提供隱私。然而,ZKP不提供共享狀態的隱私,這對無許可智能合約平台至關重要。FHE和多方計算(MPC)則允許在不暴露數據的情況下對加密數據進行計算。

將ZKP和FHE結合會顯著增加計算復雜性,除非特定用例需要,否則不太實際。

FHE的現狀和前景

FHE在開發進度上落後於ZKP約3-4年,但正在迅速趕上。第一代FHE項目已開始測試,主網預計今年晚些時候推出。盡管FHE的計算開銷仍高於ZKP,但其大規模應用潛力巨大。一旦FHE進入生產並規模化,預計會像ZK Rollups那樣快速增長。

挑戰與瓶頸

FHE的應用面臨計算效率和密鑰管理等挑戰。FHE中的自舉操作計算密集,但算法進步和工程優化正在改善這一問題。對於機器學習等特定用例,不使用自舉的替代方案可能更高效。

密鑰管理也是一大挑戰。一些FHE項目需要閾值密鑰管理,涉及具有解密能力的驗證者羣組。這種方法需要進一步發展以克服單點故障問題。

FHE市場現狀

一些加密風投公司積極投資FHE領域,看好其潛力。已有項目正與合作夥伴開發老虎機、賭場、商業支付和遊戲等應用。

閾值FHE(TFHE)將FHE與MPC和區塊鏈結合,特別有前景,開啓了新的應用場景。FHE的開發者友好性,使得可以使用Solidity進行編程,在應用開發中既實用又可行。

競爭格局

多家公司正在FHE領域展開競爭:

  • 某公司專注於實時生成和驗證零知識證明的硬件加速。
  • 另一家公司開發FHE解決方案用於區塊鏈和AI。
  • 還有公司幫助工程師使用FHE構建和部署私密應用。
  • 一些項目正在開發支持FHE的區塊鏈網路。
  • 還有公司正在構建FHE重質押層,用於DePIN和AI。

這些公司都獲得了風險投資的支持,顯示了市場對FHE技術的信心。

法規環境

FHE等隱私技術的法規環境在不同地區各不相同。盡管數據隱私廣受支持,金融隱私仍是灰色地帶。FHE有望增強數據隱私,允許用戶保留數據所有權並可能從中獲利,同時保持社會效益。

結論

全同態加密(FHE)正處於變革加密領域的前沿,提供先進的隱私和安全解決方案。隨着技術進步和資本關注,FHE有望實現大規模應用,解決區塊鏈可擴展性和隱私保護的關鍵問題。未來3-5年內,FHE預計會取得顯著進展,爲加密生態系統帶來創新應用。

全同態加密(FHE)的進展與應用

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NFT数据侦探vip
· 10小時前
有趣的技术……但先给我看看真实的交易量
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not_your_keysvip
· 07-19 18:24
又吹这种东西 成本高没用
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线下纯韭菜vip
· 07-19 18:20
牛啤 加密界永远少不了安全吹
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LiquidationWatchervip
· 07-19 17:59
fr 这项技术可以让我们避免再次陷入 Celsius 强制平仓的麻烦...ptsd
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空投猎人小王vip
· 07-19 17:55
又搞个新概念来骗钱?
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StakeOrRegretvip
· 07-19 17:54
前景可以,吹起来!
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