FHE, ZK e MPC: comparação de profundidade entre três tecnologias de encriptação

Na área da encriptação, a encriptação totalmente homomórfica (FHE), a prova de conhecimento zero (ZK) e a computação segura multipartidária (MPC) são três tecnologias muito discutidas. Embora todas se dediquem a proteger a privacidade e a segurança dos dados, existem diferenças significativas em termos de cenários de aplicação específicos e complexidade técnica. Este artigo irá explorar em profundidade as características dessas três tecnologias e suas aplicações em áreas como a blockchain.

Prova de Conhecimento Zero(ZK): provar sem revelar

A questão central da discussão sobre a tecnologia de prova de conhecimento zero é: como validar a veracidade das informações sem revelar o conteúdo específico. O ZK permite que uma parte ( provador ) demonstre a outra parte ( verificador ) a veracidade de uma afirmação, sem precisar revelar nenhuma informação adicional além da veracidade dessa afirmação.

Na aplicação prática, ZK pode ser utilizado em cenários como autenticação de identidade e transações anónimas. Por exemplo, em algumas criptomoedas anónimas, os utilizadores podem provar, através de ZK, que possuem saldo suficiente para realizar uma transação, sem expor a sua identidade ou informações específicas sobre o saldo.

Cálculo seguro multipartido(MPC): Cálculo colaborativo seguro

A tecnologia de computação segura multi-party (MPC) é principalmente utilizada para resolver como permitir que múltiplos participantes completem uma tarefa de cálculo em conjunto, sem revelar informações sensíveis. O MPC permite que várias partes colaborem na realização de cálculos complexos, mas cada parte só pode ver sua própria entrada e o resultado final, sem ter conhecimento dos dados de entrada das outras partes.

No domínio das criptomoedas, a tecnologia MPC foi aplicada no desenvolvimento de carteiras digitais mais seguras. Por exemplo, algumas plataformas de negociação lançaram carteiras MPC que dividem a chave privada em várias partes, que são guardadas separadamente pelos dispositivos dos usuários, na nuvem e na plataforma, aumentando assim a segurança dos ativos e a conveniência da recuperação.

Encriptação Homomórfica Total ( FHE ): Processamento de dados em estado de encriptação

A tecnologia de encriptação totalmente homomórfica resolve como realizar operações computacionais enquanto os dados permanecem em estado de encriptação. O FHE permite realizar cálculos arbitrariamente complexos em dados encriptados, sem a necessidade de os descriptografar. Isso significa que o proprietário dos dados pode entregar dados sensíveis encriptados a terceiros para processamento, sem que os terceiros consigam conhecer o conteúdo dos dados originais.

No campo da blockchain, a tecnologia FHE pode ser utilizada para melhorar o mecanismo de consenso PoS e os sistemas de votação. Por exemplo, alguns projetos estão a explorar a utilização da tecnologia FHE para permitir que os nós PoS possam concluir a validação de blocos sem conhecer as respostas de outros nós, prevenindo assim comportamentos de plágio entre nós e aumentando o grau de descentralização.

Comparação de Características Técnicas

1. Aplicação foco:

   • ZK: Enfatizar "como provar"
   • MPC: Focado em "como calcular"
   • FHE: foca em "como encriptar"

2. Complexidade técnica:

   • ZK: É relativamente complexo projetar protocolos que sejam eficazes e fáceis de implementar
   • MPC: Enfrentando desafios de eficiência de sincronização e comunicação
   • FHE: a eficiência de cálculo é o principal gargalo

3. Aplicações práticas:

   • ZK: amplamente utilizado em verificação de identidade e transações anônimas
   • MPC: Aplicado em carteiras digitais e análise de dados entre instituições
   • FHE: demonstra potencial na computação em nuvem e na IA

Estas três tecnologias de encriptação têm suas vantagens e juntas constituem um pilar importante da criptografia moderna. Com o contínuo desenvolvimento e aperfeiçoamento da tecnologia, elas desempenharão um papel cada vez mais importante na proteção da privacidade dos dados e no aumento da segurança da informação, fornecendo uma base sólida para construir um mundo digital mais seguro e confiável.