FHE teknolojisi: Veri gizliliği koruma için yeni bir umut

Tam homomorfik şifreleme ( FHE ), verileri korurken doğrudan şifrelenmiş veriler üzerinde hesaplama yapabilen ileri düzey bir şifreleme teknolojisidir. FHE, finans, sağlık, bulut bilişim gibi birçok alanda potansiyel uygulamalara sahiptir, ancak şu anda büyük ölçekli ticarileşmeye henüz belirli bir mesafededir, ana zorluk ise hesaplama maliyetinin yüksek olmasıdır.

FHE'nin Temel İlkeleri

FHE'nin temel düşüncesi, orijinal verileri gizlemek için çok terimli kullanmak ve şifreli verilerin işlenmesini sağlamak için çok terim üzerinde hesaplamalar yapmaktır. Belirli adımlar şunlardır:

1. Bir anahtar polinomunu seçin
2. Rastgele çok terimli oluşturma
3. Küçük "hata" çokgenleri tanıtma
4. Yukarıdaki çok terimli polinomla orijinal veriyi şifreleyin

Hesaplama sürecindeki gürültü birikimi sorununu çözmek için, FHE anahtar değiştirme, mod değiştirme ve yönlendirme gibi teknikler kullanmıştır. Yönlendirme tekniği gürültüyü sıfırlayarak sonsuz derinlikte hesaplama yapılmasını sağlar ve FHE'nin çekirdeğini oluşturur.

Mevcut ana akım FHE çözümleri arasında BGV, BFV, CKKS gibi seçenekler bulunmaktadır ve hepsi yönlendirme teknolojisi kullanmaktadır.

FHE'nin Karşılaştığı Zorluklar

FHE'nin en büyük zorluğu, hesaplama maliyetinin son derece yüksek olması ve normal hesaplamalardan milyonlarca kat daha yavaş olmasıdır. Bu nedenle, ABD Savunma Bakanlığı İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), FHE hesaplama hızını normal hesaplamaların 1/10'una çıkarmayı hedefleyen DPRIVE programını başlattı.

DPRIVE öncelikle şu alanlara odaklanmaktadır:

• İşlemci kelime boyutunu artır
• Özel ASIC işlemcileri geliştirme
• MIMD paralel mimarisini inşa et

Yavaş bir ilerleme kaydedilmesine rağmen, FHE'nin hassas verileri koruma konusundaki benzersiz değeri, onun uzun vadeli bir anlam taşımasını sağlıyor.

FHE'nin Blok Zincirindeki Uygulamaları

FHE, blockchain'de gizlilik koruma için uygulanabilir, şunları içerir:

• Zincir üzerindeki gizlilik
• AI eğitim verisi gizliliği
• Zincir üzeri gizli oylama
• Zincir Üzerinde İşlem Gizliliği İncelemesi
• MEV karşıtı

Ancak FHE, ağın throughput'unu düşürmek ve çalıştırma düğümlerinin eşiklerini artırmak gibi yeni zorluklar da getirecektir.

Ana FHE Projeleri

Şu anda en önemli FHE projeleri şunlardır:

• Zama: TFHE çözümüne dayalı olarak, tam bir geliştirme yığını oluşturdu.
• Fhenix: Zama'ya dayalı gizlilik Katman 2
• Privasea: FHE kullanarak LLM veri hesaplama
• Inco Network: FHE Layer 1'i inşa etme
• Arcium: FHE, MPC ve ZK teknolojilerini birleştirir
• Mind Network: FHE tabanlı Restaking ağı kurulumu
• Octra: FHE'yi hypergraphs teknolojisi ile uygulamak

Gelecek Bakış

FHE hâlâ erken aşamada, birçok teknik ve ticarileşme zorluğuyla karşı karşıya. Ancak daha fazla fon ve ekibin katılımı, ayrıca özel çiplerin geliştirilmesiyle, FHE'nin savunma, finans, sağlık gibi alanlarda devrim yaratması ve gizli verilerin potansiyelini açığa çıkarması bekleniyor.