FHE, ZK и MPC: Сравнение трех передовых технологий шифрования

В эпоху, когда безопасность данных и защита конфиденциальности сталкиваются с огромными вызовами, технологии шифрования играют решающую роль. В этой статье будет подробно сравнен три передовых технологии шифрования: полностью гомоморфное шифрование (FHE), нулевое знание (ZK) и многопартитные безопасные вычисления (MPC).

Нулевое знание ( ZK ): доказательство без раскрытия

Технология нулевых знаний направлена на решение проблемы проверки подлинности информации без раскрытия каких-либо конкретных деталей. С помощью ZK одна сторона может доказать другой стороне, что она знает некоторую тайну, не раскрывая никаких сведений о самой тайне.

Например, Алиса может доказать сотруднику проката автомобилей Бобу, что ее кредит хорош, не показывая конкретные выписки из счета. В приложениях блокчейна технологии ZK могут быть использованы для реализации анонимных сделок, таких как процесс перевода анонимной монеты. Майнеры могут проверять законность транзакции и добавлять ее в цепочку, не зная личность отправителя.

Многосторонние безопасные вычисления (MPC): совместные вычисления без раскрытия

Технология MPC в основном используется для безопасного совместного вычисления несколькими участниками без раскрытия конфиденциальной информации. Она позволяет нескольким участникам совместно выполнять вычислительные задачи без необходимости раскрывать свои входные данные.

Типичный сценарий применения заключается в расчете средней зарплаты нескольких человек без раскрытия конкретных данных о зарплате. В области шифрования, технологии MPC используются для разработки более безопасных решений для кошельков. Некоторые торговые платформы представили кошельки MPC, которые делят закрытые ключи на несколько частей, которые хранятся на мобильном телефоне пользователя, в облаке и на бирже, что повышает безопасность активов и удобство восстановления.

Полностью однородное шифрование(FHE): шифрование внешних вычислений

Технология полностью однородного шифрования решает проблему шифрования чувствительных данных, чтобы их можно было передать ненадежным третьим сторонам для вспомогательных вычислений, одновременно гарантируя, что результаты могут быть правильно расшифрованы. FHE позволяет выполнять вычисления в состоянии зашифрованных данных, что особенно важно для обработки чувствительной информации в облачных вычислительных средах.

В области блокчейна технология FHE может быть использована для решения таких проблем, как леность узлов и следование за голосованием в небольших PoS-сетях. С помощью FHE можно осуществить валидацию блоков узлами PoS, не зная ответов друг друга, или позволить участникам голосования участвовать в голосовании, не зная намерений других, что повышает степень децентрализации сети и подлинность голосования.

Техническое сравнение

Несмотря на то, что эти три технологии направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, у них есть значительные различия в области применения и технической сложности:

• ZK в основном используется для доказательства, применимо к сценарием разрешения или аутентификации.
• MPC фокусируется на совместных вычислениях нескольких сторон, подходит для ситуаций, когда необходимо сотрудничество по данным, но при этом нужно защитить конфиденциальность всех сторон.
• FHE сосредоточено на шифровании данных для внешних вычислений, особенно подходит для облачных вычислений и таких областей, как AI-сервисы.

В плане технической сложности ZK требует глубоких математических и программных навыков для разработки эффективных протоколов. MPC при реализации необходимо решать проблемы синхронизации и эффективности связи, особенно в случае участия нескольких сторон. FHE, хотя теоретически очень привлекательно, все еще сталкивается с огромными проблемами вычислительной эффективности в практическом применении.

Эти три технологии шифрования предоставляют нам мощные инструменты для противодействия все более серьезным вызовам в области безопасности данных и защиты конфиденциальности. С развитием и совершенствованием технологий они будут играть все более важную роль в будущем цифровом мире.