FHE: Harry Potter'ın görünmezliğini giyinmek

Tam homomorfik şifreleme ( FHE), verilerin gizliliğini korurken şifrelenmiş veriler üzerinde doğrudan hesaplamalar yapmaya olanak tanıyan ileri düzey bir şifreleme teknolojisidir. FHE, finans, sağlık, bulut bilişim gibi birçok alanda potansiyel uygulamalara sahiptir, ancak büyük hesaplama ve bellek maliyetleri nedeniyle ticarileşmesi zaman alacaktır.

Temel Prensipler

FHE'nin temeli, polinomlarla orijinal veriyi şifrelemek ve şifreli durumda hesaplama yapmaktır. Basitleştirilmiş şifreleme süreci aşağıdaki gibidir:

1. Anahtar polinomunu seçin s(x)
2. Rastgele çok terimli üret a(x)
3. Küçük "hata" polinomunu e(x) oluştur
4. Şifreli metin m: c(x) = m + a(x)*s(x) + e(x)

Şifre çözme sırasında, s(x) bilindiğinde, açık metin m geri elde edilebilir. Güvenliği artırmak için rastgele çok terimli ve hata eklenmiştir.

Şifreli durumdaki hesaplamaların gerçekleştirilmesi için, FHE hesaplamaları devre modeline dönüştürmüştür. Ancak her hesaplama, gürültüyü artırır ve bu da sonunda doğru bir şekilde şifre çözmeyi imkansız hale getirebilir. Bu sorunu çözmek için, FHE aşağıdaki teknikleri kullanmıştır:

• Anahtar değiştirme: Sıkıştırılmış şifreli metin boyutu
• Mod değiştirme: Gürültüyü azaltma
• (Bootstrap): Gürültüyü başlangıç seviyesine sıfırlayın

Bootstrap teknolojisi büyük bir hesaplama yüküne sahip olmasına rağmen, sonsuz derinlikte hesaplamayı gerçekleştirebilir ve gerçek FHE'yi gerçekleştirmenin anahtarıdır.

FHE'nin Karşılaştığı Zorluklar

FHE'nin en büyük zorluğu, büyük hesaplama maliyetidir. Normal hesaplamalara kıyasla, FHE'nin hesaplama hızı 1 milyondan fazla yavaş olabilir. ABD DARPA, FHE'nin hızını normal hesaplamaların 1/10'una çıkarmayı amaçlayan DPRIVE programını başlattı, ancak ilerleme yavaş.

DPRIVE planı esasen aşağıdaki alanlara odaklanmaktadır:

1. İşlemci kelime uzunluğunu artır
2. Özel ASIC işlemcileri geliştirme
3. MIMD paralel mimarisi oluşturma

FHE teknolojisi yavaş ilerlemesine rağmen, özellikle askeri, tıbbi ve finansal alanlarda hassas verilerin korunmasında benzersiz bir öneme sahiptir.

Blok Zinciri Birleşimi

Blockchain alanında, FHE zincir üzerindeki gizliliği, AI eğitim verisi gizliliğini, zincir üzerindeki oylama gizliliğini korumak için kullanılabilir. Ayrıca potansiyel bir MEV çözümü olarak da görülmektedir. Ancak FHE'nin yüksek hesaplama maliyeti, ağın verimliliğini önemli ölçüde azaltabilir.

Ana Projeler

Şu anda çoğu FHE projesi, Fhenix, Privasea, Inco Network, Mind Network gibi Zama tarafından sağlanan teknolojiyi kullanmaktadır. Bu projelerin ticari model açısından farklılıkları bulunmaktadır.

Zama, TFHE çözümü üzerine inşa edilmiş, kapsamlı bir blockchain + AI geliştirme yığını oluşturmuştur. Octra, FHE'yi gerçekleştirmek için benzersiz bir hypergraphs teknolojisi kullanmış ve yeni bir akıllı sözleşme dili ile konsensüs protokolü geliştirmiştir.

Beklenti

FHE teknolojisi hala çok erken aşamalarda ve gelişimi sıfır bilgi kanıtlama teknolojisinin gerisinde. Ana zorluklar arasında yüksek maliyet, mühendislik zorluğu ve ticari potansiyelin belirsizliği gibi faktörler bulunmaktadır.

Daha fazla fon ve dikkat çekilmesiyle, daha fazla FHE projesinin ortaya çıkması bekleniyor. FHE çiplerinin piyasaya sürülmesi, ticarileşmenin ana koşullarından biridir. Teknik engellerle karşılaşmasına rağmen, FHE'nin savunma, finans, sağlık gibi alanlarda büyük bir potansiyele sahip olduğu ve gelecekte bir patlama yaşayabileceği öngörülüyor.