encriptación completamente homomórfica(FHE) estado actual del desarrollo y perspectivas de aplicación de la tecnología

La tecnología de la criptografía ha desempeñado un papel importante en el proceso de la civilización humana, especialmente en el campo de la seguridad de la información y la protección de la privacidad. En 2008, Satoshi Nakamoto fusionó de manera creativa la encriptación asimétrica y las funciones hash, diseñando un mecanismo de prueba de trabajo que impulsó el nacimiento de Bitcoin y dio inicio a la era de la blockchain.

Con el desarrollo de la tecnología blockchain, algunas tecnologías criptográficas de vanguardia han comenzado a destacarse, incluyendo pruebas de cero conocimiento (ZKP), computación multipartita (MPC) y encriptación completamente homomórfica (FHE), entre otras. La FHE, como el "Santo Grial" de la criptografía, permite realizar cálculos arbitrarios sobre datos encriptados sin la necesidad de desencriptarlos, lo que permite la computación privada en cadena combinable, trayendo nuevas posibilidades a múltiples campos.

La característica principal de FHE es permitir cálculos y operaciones sobre datos cifrados, que se pueden mapear directamente a datos en texto claro, manteniendo inalteradas las propiedades matemáticas de los datos encriptados. FHE admite un número infinito de cálculos y operaciones sobre datos encriptados.

En el campo de la FHE, los productos de código abierto de Microsoft y la empresa Zama tienen una gran influencia. La biblioteca SEAL de Microsoft soporta encriptación completamente homomórfica y encriptación homomórfica parcial, proporcionando una interfaz eficiente en C++. La biblioteca TFHE de Zama se centra en la encriptación completamente homomórfica de alto rendimiento, ofreciendo servicios a través de una interfaz en lenguaje C.

Para aplicaciones de blockchain, adoptar un esquema de cálculo seguro multipartito con umbral (TMPC) para la gestión de claves de desencriptación es una opción prometedora. Este esquema permite que múltiples participantes gestionen conjuntamente las claves, y solo se puede desencriptar la información cuando se alcanza un número preestablecido de participantes, lo que mejora la seguridad.

La empresa Zama, además de ofrecer la biblioteca TFHE, ha lanzado dos productos importantes: Concrete ML y fhEVM. Concrete ML se utiliza para el cálculo de privacidad en el aprendizaje automático, mientras que fhEVM permite el uso de tecnología FHE en contratos inteligentes de Ethereum.

El proyecto Fhenix está explorando la combinación de fhEVM con la tecnología Rollup para construir una solución Layer2 tipo FHE-Rollups. Fhenix utiliza un esquema de Optimistic Rollups, y su stack tecnológico incluye una variante del probador de fraude de Arbitrum Nitro, la biblioteca central fheOS y componentes como la red de servicios umbral (TSN).

Fhenix también ha introducido el módulo Relay, permitiendo que varias cadenas públicas y redes Layer2/3 se conecten a los coprocesadores FHE para utilizar las funciones FHE. A través de la colaboración con EigenLayer, Fhenix ha mejorado la eficiencia y flexibilidad de los coprocesadores FHE.

La tecnología FHE tiene un amplio potencial de aplicación en campos como los juegos en cadena completa, DeFi y AI:

1. Proporcionar encriptación en el juego para evitar manipulaciones en tiempo real y proteger la privacidad de los jugadores.

2. Proteger los datos sensibles en DeFi y reducir el riesgo de ataques MEV.

3. Proteger los datos personales de privacidad en el entrenamiento de modelos de IA.

La tecnología FHE ha sido reconocida por profesionales de la industria, incluido Vitalik Buterin. Además de Zama y Fhenix, hay otros proyectos en el ecosistema FHE que merecen atención, como Sunscreen, Mind Network, PADO Labs, Arcium, Inco Network y Treat. Instituciones de investigación y educación sin fines de lucro como FHE.org y FHE Onchain también han brindado un apoyo importante para el desarrollo del ecosistema.

Con el desarrollo de proyectos como Fhenix, se espera que la tecnología FHE se aplique ampliamente en diferentes campos, trayendo nuevas innovaciones y vitalidad al ámbito de la blockchain y la encriptación.