Chiffrement homomorphe complet(FHE)l'état actuel du développement de la technologie et les perspectives d'application

Les techniques de cryptographie ont joué un rôle important dans le processus de la civilisation humaine, en particulier dans le domaine de la sécurité de l'information et de la protection de la vie privée. En 2008, Satoshi Nakamoto a de manière créative fusionné le chiffrement asymétrique et les fonctions de hachage, concevant ainsi un mécanisme de preuve de travail, ce qui a conduit à la création de Bitcoin et a ouvert l'ère de la blockchain.

Avec le développement de la technologie blockchain, certaines techniques cryptographiques de pointe commencent à émerger, y compris la preuve à divulgation nulle d'information (ZKP), le calcul multipartite (MPC) et le chiffrement homomorphe complet (FHE). Parmi eux, le FHE, considéré comme le "Saint Graal" de la cryptographie, permet d'effectuer des calculs arbitraires sur des données chiffrées sans décryptage, réalisant ainsi des calculs de confidentialité en chaîne combinables, ouvrant de nouvelles possibilités dans de nombreux domaines.

La caractéristique clé du chiffrement homomorphe complet est de permettre des calculs et des opérations sur des données chiffrées, ces opérations pouvant être directement mappées sur les données en clair, tout en maintenant les propriétés mathématiques des données chiffrées inchangées. Le chiffrement homomorphe complet prend en charge un nombre illimité de calculs et d'opérations sur des données chiffrées.

Dans le domaine du FHE, les produits open source de Microsoft et de Zama ont une influence significative. La bibliothèque SEAL de Microsoft prend en charge le chiffrement homomorphe complet et le chiffrement homomorphe partiel, offrant une interface C++ efficace. La bibliothèque TFHE de Zama se concentre sur le chiffrement homomorphe complet haute performance, fournissant des services via une interface en langage C.

Pour les applications blockchain, adopter une solution de calcul sécurisé multiparty à seuil (TMPC) pour la gestion des clés de déchiffrement est un choix prometteur. Cette solution permet à plusieurs participants de gérer conjointement les clés, et les données ne peuvent être déchiffrées que lorsque le nombre prédéfini de seuil est atteint, ce qui augmente la sécurité.

En plus de fournir la bibliothèque TFHE, la société Zama a lancé deux produits importants : Concrete ML et fhEVM. Concrete ML est utilisé pour le calcul privé en apprentissage automatique, tandis que fhEVM prend en charge l'utilisation de la technologie FHE dans les contrats intelligents Ethereum.

Le projet Fhenix explore la combinaison de fhEVM avec la technologie Rollup pour construire une solution Layer2 de type FHE-Rollups. Fhenix adopte une solution Optimistic Rollups, avec une pile technologique comprenant une variante du prouveur de fraude d'Arbitrum Nitro, la bibliothèque centrale fheOS et des composants tels que le réseau de services de seuil (TSN).

Fhenix a également introduit le module Relay, permettant aux différentes chaînes publiques et aux réseaux Layer2/3 de se connecter aux coprocesseurs FHE pour utiliser les fonctionnalités FHE. En collaborant avec EigenLayer, Fhenix a amélioré l'efficacité et la flexibilité des coprocesseurs FHE.

La technologie FHE a de vastes perspectives d'application dans des domaines tels que les jeux sur blockchain, la DeFi et l'IA :

1. Fournir un chiffrement dans le jeu pour empêcher la manipulation en temps réel et protéger la vie privée des joueurs.

2. Protéger les données sensibles dans DeFi, réduire le risque d'attaques MEV.

3. Protéger les données personnelles lors de l'entraînement des modèles d'IA.

La technologie FHE a été reconnue par des professionnels du secteur, y compris Vitalik Buterin. En plus de Zama et Fhenix, il existe d'autres projets intéressants dans l'écosystème FHE, tels que Sunscreen, Mind Network, PADO Labs, Arcium, Inco Network, Treat, etc. Des organisations de recherche et d'éducation à but non lucratif comme FHE.org et FHE Onchain apportent également un soutien important au développement de l'écosystème.

Avec le développement de projets comme Fhenix, la technologie FHE devrait trouver des applications étendues dans différents domaines, apportant de nouvelles innovations et une vitalité au secteur de la blockchain et de la cryptographie.