Tamamen homomorfik şifreleme teknolojisinin geliştirilmesi ve uygulama perspektifleri

tamamen homomorfik şifreleme(FHE), şifrelenmiş veriler üzerinde şifre çözmeden hesaplama yapılmasına izin veren ileri bir şifreleme teknolojisidir. Bu kavram 1970'li yıllara kadar uzanmakla birlikte, 2009 yılına kadar büyük bir ilerleme kaydedilmemiştir. FHE'nin temel özelliği homomorfikliktir; yani, şifreli verilere toplama veya çarpma işlemleri uygulamak, açık verilere aynı işlemleri uygulamakla eşdeğerdir.

Kısmi homomorfik şifreleme (PHE) ve bir tür homomorfik şifreleme (SHE) ile karşılaştırıldığında, FHE sonsuz sayıda toplama ve çarpma işlemini destekler, bu da şifrelenmiş veriler üzerinde herhangi bir hesaplama yapabilmesini sağlar. Ancak, FHE gürültü yönetimi ve hesaplama verimliliği gibi zorluklarla da karşı karşıyadır.

Blockchain alanında, FHE'nin ölçeklenebilirlik ve gizlilik koruma sorunlarını çözmede anahtar teknoloji olması bekleniyor. Bu, şeffaf bir blockchain'i kısmi şifreleme biçimine dönüştürürken, akıllı sözleşmelerin kontrolünü sürdürmesini sağlar. Bazı projeler, programcıların FHE ilkelere yönelik akıllı sözleşme kodu yazmalarına olanak tanıyan FHE sanal makineleri geliştiriyor. Bu yaklaşım, mevcut blockchain üzerindeki gizlilik sorunlarını çözebilirken, işlem grafiğini korur ve düzenleyici dostluğu artırır.

FHE ayrıca, (OMR) cüzdan istemcisi senkronizasyon sorununu çözmek için gizli mesajların alınması gibi gizlilik projelerinin kullanılabilirliğini artırabilir. Ancak, FHE kendisi doğrudan blokzincirinin ölçeklenebilirlik sorununu çözemez, bunun için sıfır bilgi kanıtı (ZKP) teknolojisi ile birleştirilmesi gerekebilir.

FHE ve ZKP tamamlayıcı teknolojilerdir ve her biri farklı amaçlara hizmet eder. ZKP, doğrulanabilir hesaplamalar ve sıfır bilgi özellikleri sağlar, FHE ise şifrelenmiş veriler üzerinde hesaplama yapmaya olanak tanır ve verilerin kendisini açığa çıkarmadan. İkisini birleştirmek, hesaplama karmaşıklığını önemli ölçüde artırabilir, bu nedenle belirli kullanım durumlarına göre değerlendirilmelidir.

Şu anda, FHE'nin gelişimi ZKP'nin yaklaşık 3-4 yıl gerisinde, ancak hızla yetişiyor. İlk nesil FHE projeleri test aşamasına başladı ve bu yıl ilerleyen dönemlerde ana ağın yayınlanması bekleniyor. FHE hala ZKP'ye kıyasla daha yüksek hesaplama yüküne sahip olsa da, büyük ölçekli uygulama potansiyeli giderek belirginleşiyor.

FHE'nin uygulamaları, hesaplama verimliliği ve anahtar yönetimi gibi bazı zorluklarla karşılaşmaktadır. Özelleştirme işleminin hesaplama yoğunluğu, algoritma iyileştirmeleri ve mühendislik optimizasyonları ile iyileştirilmektedir. Anahtar yönetimi açısından, bazı projeler eşik anahtar yönetim yöntemlerini benimsemiştir, ancak tek nokta arızası sorununu aşmak için daha fazla gelişmeye ihtiyaç vardır.

Pazar açısından, birçok şirket FHE çözümleri geliştirmek için aktif olarak çalışıyor. Zama, Web3 projeleri için FHE araçları sunuyor, Sunscreen FHE derleyicisi geliştirdi, Fhenix FHE'yi destekleyen bir Ethereum Layer 2 ağı inşa ediyor, Mind Network ise "uçtan uca şifreli internet" sağlamaya odaklanıyor. Bu projeler, risk sermayesinin desteğini alarak, pazarın FHE teknolojisine olan güvenini gösteriyor.

Regülasyon ortamında, FHE veri gizliliğini artırma potansiyeline sahiptir, bu da kullanıcıların veri mülkiyetini korumasına ve bundan kâr elde etmesine olanak tanırken, toplumsal faydayı da sürdürebilir. Teori, yazılım, donanım ve algoritmaların sürekli gelişimi ile FHE'nin önümüzdeki 3-5 yıl içinde önemli ilerlemeler kaydetmesi ve teorik araştırmalardan pratik uygulamalara geçiş yapması bekleniyor.

Genel olarak, tamamen homomorfik şifreleme teknolojisi, şifreleme alanında devrim yaratacak kritik bir dönemde bulunuyor ve blockchain ölçeklenebilirliği ve gizlilik koruma gibi sorunlara yenilikçi çözümler sunma umudunu taşıyor. Teknolojinin olgunlaşması ve uygulamaların genişlemesiyle birlikte, FHE'nin şifreleme ekosistemindeki çeşitli uygulamaların yenilikçi gelişimini teşvik etmesi bekleniyor.