FHE, ZK и MPC: Глубина сравнения трех шифрования технологий

В области шифрования полное гомоморфное шифрование (FHE), доказательство нулевых знаний (ZK) и безопасные многопартнерские вычисления (MPC) являются тремя наиболее обсуждаемыми технологиями. Хотя они все направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, существуют значительные различия в конкретных сценариях применения и технической сложности. В этой статье мы подробно рассмотрим характеристики этих трех технологий и их применение в таких областях, как блокчейн.

Нулевое знание ( ZK ): доказательство без раскрытия

Ядром обсуждения технологии нулевых знаний является вопрос: как верифицировать истинность информации, не раскрывая конкретное содержание. ZK позволяет одной стороне ( доказателю ) подтвердить другой стороне ( проверяющему ) истинность утверждения, не раскрывая никакой дополнительной информации, кроме истинности этого утверждения.

В реальных приложениях ZK может использоваться для аутентификации, анонимных транзакций и других сценариев. Например, в некоторых анонимных шифрованиях пользователи могут с помощью ZK доказать, что у них достаточно средств для проведения транзакции, не раскрывая свою личность или конкретную информацию о балансе.

Многопартнерские безопасные вычисления(MPC): безопасные совместные вычисления

Технология многопартнерских вычислений (MPC) в основном используется для решения проблемы, как совместно выполнить вычислительные задачи несколькими сторонами без раскрытия конфиденциальной информации. MPC позволяет нескольким участникам сотрудничать в проведении сложных вычислений, но каждый участник может видеть только свои входные данные и окончательный результат, не зная входные данные других участников.

В области шифрования валюты технология MPC уже применяется для разработки более безопасных цифровых кошельков. Например, MPC-кошельки, выпущенные некоторыми торговыми платформами, разделяют приватные ключи на несколько частей, которые хранятся на устройствах пользователей, в облаке и на платформе, что повышает безопасность активов и удобство восстановления.

Полная гомоморфная шифрование(FHE): обработка данных в зашифрованном состоянии

Технология полностью гомоморфного шифрования решает задачу выполнения вычислительных операций при сохранении данных в зашифрованном состоянии. FHE позволяет выполнять произвольно сложные вычисления с зашифрованными данными без необходимости их расшифровки. Это означает, что владелец данных может передать зашифрованные чувствительные данные третьей стороне для обработки, при этом третья сторона не сможет узнать содержание оригинальных данных.

В области блокчейна технология FHE может быть использована для улучшения механизма консенсуса PoS и систем голосования. Например, некоторые проекты исследуют возможность использования технологии FHE, чтобы узлы PoS могли завершать проверку блоков, не зная ответов других узлов, тем самым предотвращая плагиат между узлами и повышая уровень децентрализации.

Сравнение технических характеристик

1. Основные моменты приложения:

   • ZK: Подчеркнуть "как доказать"
   • MPC: Фокус на "как считать"
   • FHE: акцент на "как шифровать"

2. Техническая сложность:

   • ZK: Проектирование эффективного и легко реализуемого протокола довольно сложно
   • MPC: сталкивается с проблемами синхронизации и эффективности связи
   • FHE: Эффективность вычислений является основным узким местом

3. Фактическое применение:

   • ZK: Широко применяется для проверки личности и анонимных транзакций
   • MPC: Применяется в цифровых кошельках и кросс-институциональном анализе данных
   • FHE: демонстрирует потенциал в области облачных вычислений и ИИ

Эти три технологии шифрования имеют свои преимущества и вместе составляют важные столпы современной криптографии. С развитием и совершенствованием технологий они будут играть все более важную роль в защите конфиденциальности данных и улучшении информационной безопасности, обеспечивая надежную основу для создания более безопасного и надежного цифрового мира.