Encriptação totalmente homomórfica: o novo frontier da privacidade e segurança no Blockchain

A encriptação totalmente homomórfica (FHE) é uma tecnologia de encriptação avançada que permite realizar cálculos em dados encriptados sem a necessidade de os decifrar. Este conceito foi proposto pela primeira vez na década de 1970, mas só se tornou possível com a pesquisa inovadora de Craig Gentry em 2009. As características principais da FHE incluem homomorfismo, gestão de ruído e suporte a operações infinitas.

Comparado com a criptografia homomórfica parcial e com algum tipo de criptografia homomórfica, a encriptação totalmente homomórfica suporta operações de adição e multiplicação infinitas, permitindo realizar cálculos arbitrários em dados encriptados. Esta característica confere à encriptação totalmente homomórfica um enorme potencial na proteção da privacidade e segurança dos dados.

No campo da Blockchain, a FHE tem o potencial de se tornar a tecnologia chave para resolver problemas de escalabilidade e proteção da privacidade. Ela pode transformar uma Blockchain transparente em uma forma parcialmente encriptada, ao mesmo tempo que mantém a capacidade de controle dos contratos inteligentes. Alguns projetos estão desenvolvendo máquinas virtuais FHE, permitindo que os programadores escrevam código para operar primitivas FHE usando Solidity.

A FHE também pode melhorar a usabilidade de projetos de privacidade, como resolver problemas de sincronização de clientes de carteira através da recuperação de mensagens privadas (OMR). Embora a FHE em si não resolva diretamente os problemas de escalabilidade do blockchain, a combinação com provas de conhecimento zero (ZKP) pode oferecer soluções para alguns desafios de escalabilidade.

A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, cada uma servindo a propósitos diferentes. A ZKP fornece computação verificável e propriedades de conhecimento zero, enquanto a FHE permite calcular sobre dados encriptados sem expor os dados em si. Combinar ambas, embora aumente a complexidade computacional, pode ser necessário em casos de uso específicos.

Atualmente, o desenvolvimento de FHE está cerca de três a quatro anos atrás do ZKP, mas está a alcançar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE começaram a ser testados, e espera-se que a mainnet seja lançada ainda este ano. Embora o custo computacional ainda seja superior ao do ZKP, o potencial de adoção em massa do FHE é enorme.

Os principais desafios que a FHE enfrenta incluem a eficiência computacional e a gestão de chaves. A intensidade computacional das operações de bootstrap está a ser melhorada através de melhorias algorítmicas e otimizações de engenharia. Na gestão de chaves, alguns projetos estão a explorar o uso de gestão de chaves por limiares para superar problemas de ponto único de falha.

No mercado, já existem várias empresas e projetos ativos na área de FHE, incluindo Arcium, Cysic, Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network e Inco. Esses projetos abrangem uma ampla gama de aplicações, desde aceleração de hardware até blockchain de proteção de privacidade.

O desenvolvimento da FHE está a passar de investigação teórica para aplicações práticas. Espera-se que, nos próximos três a cinco anos, a FHE faça progressos significativos em termos de teoria, software, hardware e algoritmos, tornando-se mais viável em aplicações práticas.

Com a maturação da tecnologia e o contínuo interesse do capital de risco, espera-se que a encriptação totalmente homomórfica desempenhe um papel importante na resolução dos problemas de escalabilidade e proteção da privacidade do Blockchain, impulsionando a inovação e o desenvolvimento do ecossistema de encriptação.