Desenvolvimento e aplicação da encriptação totalmente homomórfica

encriptação totalmente homomórfica(FHE) é uma forma avançada de encriptação, que permite realizar cálculos em dados encriptados sem a necessidade de os descriptografar. Este conceito foi proposto pela primeira vez na década de 1970, mas só obteve avanços significativos em 2009. As principais características da FHE incluem homomorfismo, gerenciamento de ruído e suporte para operações de adição e multiplicação infinitas.

Em comparação com a criptografia homomórfica parcial e certos tipos de criptografia homomórfica, a encriptação totalmente homomórfica (FHE) suporta a realização de cálculos arbitrários sobre dados encriptados, o que lhe confere um grande potencial, mas também traz desafios computacionais intensivos. A principal vantagem da FHE reside na capacidade de proteger a privacidade e a segurança dos dados durante todo o processo de cálculo.

No campo da blockchain, a encriptação totalmente homomórfica (FHE) tem potencial para se tornar a tecnologia chave para resolver problemas de escalabilidade e proteção da privacidade. Ela pode transformar blockchains transparentes em formas parcialmente encriptadas, ao mesmo tempo que mantém a capacidade de controle dos contratos inteligentes. Alguns projetos estão desenvolvendo uma máquina virtual FHE, permitindo que programadores escrevam código de contratos inteligentes que operam com primitivos FHE. Este método pode resolver os problemas de privacidade atuais da blockchain, possibilitando aplicações como pagamentos encriptados, jogos, entre outros, enquanto mantém a rastreabilidade do gráfico de transações.

A Criptografia Homomórfica Total (FHE) também pode melhorar a usabilidade de projetos de privacidade através da recuperação de mensagens privadas (OMR), permitindo que o cliente da carteira sincronize dados sem expor o conteúdo acessado. No entanto, a FHE por si só não pode resolver diretamente o problema de escalabilidade da blockchain e pode precisar ser combinada com a prova de zero conhecimento (ZKP) para enfrentar esse desafio.

A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, servindo cada uma a propósitos diferentes. A ZKP fornece cálculos verificáveis e propriedades de conhecimento zero, enquanto a FHE permite cálculos sobre dados encriptados sem expor os próprios dados. A combinação de ambas pode aumentar significativamente a complexidade computacional, sendo necessário pesar os prós e contras de acordo com o caso de uso específico.

Atualmente, o desenvolvimento de FHE está cerca de três a quatro anos atrás do ZKP, mas está a recuperar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE começaram a ser testados, e a mainnet deve ser lançada mais tarde este ano. Embora o custo computacional do FHE ainda seja superior ao do ZKP, o seu potencial para aplicações em larga escala está a tornar-se evidente.

Os principais desafios enfrentados pela FHE incluem a eficiência computacional e a gestão de chaves. As características computacionalmente intensivas da operação de auto-inicialização estão a ser melhoradas através de melhorias algorítmicas e otimizações de engenharia. Na gestão de chaves, alguns projetos adotam esquemas de gestão de chaves de limiar, mas ainda precisam de mais desenvolvimento para superar o problema de falha de ponto único.

Várias empresas e projetos estão a investir ativamente no desenvolvimento e aplicação da encriptação totalmente homomórfica (FHE). Estes incluem a Arcium, focada em computação confidencial paralela, a Cysic, que oferece computação ZK como serviço, a Zama, que desenvolve soluções FHE, a Sunscreen, que constrói ferramentas de aplicações privadas, a Octra, que propôs o conceito de HFHE, a Fhenix, que desenvolve uma Layer 2 Ethereum suportada por FHE, a Mind Network, que constrói uma camada de re-staking FHE, e a Inco Network, que cria uma blockchain modular de computação confidencial.

O ambiente regulatório da FHE varia de região para região. Embora a privacidade dos dados seja geralmente apoiada, a privacidade financeira ainda se encontra em uma zona cinzenta. A FHE tem o potencial de aumentar a privacidade dos dados, mantendo ao mesmo tempo os benefícios sociais.

Com os constantes avanços em teoria, software, hardware e algoritmos, espera-se que a encriptação totalmente homomórfica (FHE) faça progressos significativos nos próximos 3-5 anos, transicionando gradualmente da pesquisa teórica para aplicações práticas. Como uma tecnologia revolucionária, espera-se que a FHE traga um impacto profundo no campo da encriptação, fornecendo soluções inovadoras de privacidade e segurança para o ecossistema blockchain.