FHE, ZK y MPC: Comparación de tres tecnologías avanzadas de encriptación

En la actualidad, en una era en la que la seguridad de los datos y la protección de la privacidad enfrentan enormes desafíos, la encriptación juega un papel crucial. Este artículo realizará una comparación detallada de tres avanzadas tecnologías de encriptación: la encriptación totalmente homomórfica (FHE), la prueba de cero conocimiento (ZK) y el cálculo seguro multiparte (MPC).

Prueba de conocimiento cero ( ZK ): probar sin revelar

La tecnología de prueba de cero conocimiento tiene como objetivo resolver el problema de cómo verificar la veracidad de la información sin revelar ningún contenido específico. A través de ZK, una parte puede demostrar a otra que conoce un secreto, sin necesidad de revelar ninguna información sobre el propio secreto.

Por ejemplo, Alice puede demostrar su buen crédito al empleado de la agencia de alquiler de coches, Bob, sin necesidad de mostrar el historial de cuentas específico. En las aplicaciones de blockchain, la tecnología ZK se puede utilizar para realizar transacciones anónimas, como el proceso de transferencia de una moneda anónima. Los mineros pueden verificar la legitimidad de la transacción y agregarla a la cadena sin conocer la identidad del remitente.

Cálculo seguro multiparte ( MPC ): cálculo conjunto sin filtraciones

La tecnología MPC se utiliza principalmente para permitir que múltiples participantes realicen cálculos conjuntos de manera segura sin revelar información sensible. Permite que varios participantes completen tareas de cálculo en conjunto, sin que ninguna de las partes tenga que revelar sus datos de entrada.

Un escenario de aplicación típico es calcular el salario promedio de varias personas sin revelar los datos salariales individuales. En el campo de las encriptación, la tecnología MPC se utiliza para desarrollar soluciones de billetera más seguras. Las billeteras MPC lanzadas por ciertas plataformas de intercambio dividen la clave privada en múltiples partes, almacenándolas respectivamente en el teléfono del usuario, en la nube y en el intercambio, mejorando así la seguridad de los activos y la conveniencia de recuperación.

Encriptación Homomórfica Total ( FHE ): Cálculo de Outsourcing de Encriptación

La tecnología de encriptación homomórfica total resuelve el problema de cómo encriptar datos sensibles, de modo que puedan ser calculados por terceros no confiables, garantizando al mismo tiempo que los resultados puedan ser descifrados correctamente. FHE permite realizar procesos de cálculo mientras los datos permanecen en estado de encriptación, lo cual es especialmente importante para el manejo de información sensible en entornos de computación en la nube.

En el ámbito de la blockchain, la tecnología FHE puede utilizarse para resolver problemas como la pereza de los nodos y el seguimiento de votos en redes PoS pequeñas. A través de FHE, se puede lograr que los nodos PoS completen la validación de bloques sin conocer las respuestas de los demás, o permitir que los votantes participen en la votación sin conocer las intenciones de otros, lo que mejora el grado de descentralización de la red y la veracidad de los votos.

Comparación técnica

A pesar de que estas tres tecnologías se dedican a proteger la privacidad y la seguridad de los datos, existen diferencias significativas en los escenarios de aplicación y la complejidad técnica.

• ZK se utiliza principalmente para la prueba, adecuada para escenarios de autorización o verificación de identidad.
• MPC se centra en el cálculo conjunto de múltiples partes, adecuado para situaciones que requieren cooperación de datos pero que también necesitan proteger la privacidad de cada parte.
• FHE se centra en la encriptación de datos para el cálculo externo, especialmente adecuado para áreas como la computación en la nube y los servicios de IA.

En términos de complejidad técnica, ZK requiere habilidades matemáticas y de programación profundas para diseñar protocolos efectivos. MPC necesita abordar problemas de sincronización y eficiencia de comunicación durante su implementación, especialmente en situaciones con múltiples partes involucradas. Aunque FHE es teóricamente muy atractivo, todavía enfrenta enormes desafíos de eficiencia computacional en aplicaciones prácticas.

Estas tres tecnologías de encriptación nos proporcionan herramientas poderosas para enfrentar los crecientes desafíos de la seguridad de datos y la protección de la privacidad. Con el continuo desarrollo y perfeccionamiento de la tecnología, desempeñarán un papel cada vez más importante en el futuro mundo digital.