Tamamen homomorfik şifreleme teknolojisinin gelişimi ve uygulama perspektifleri

tamamen homomorfik şifreleme(FHE), şifrelenmiş veriler üzerinde şifreleme işlemi yapılmasına izin veren ileri düzey bir şifreleme teknolojisidir. Bu kavram, 1970'li yıllara kadar uzanmakta, ancak 2009'da Craig Gentry'nin çığır açan çalışmaları ile mümkün hale gelmiştir.

FHE'nin temel özelliği homomorfik olmasıdır; yani, şifreli verilere toplama veya çarpma işlemleri yapmak, açık verilere aynı işlemleri yapmakla eşdeğerdir. Kısmi homomorfik şifreleme ve bazı homomorfik şifreleme türleriyle karşılaştırıldığında, FHE sınırsız sayıda toplama ve çarpma işlemini destekler, bu da şifrelenmiş veriler üzerinde herhangi bir hesaplama yapabilmesini sağlar.

Blockchain alanında, FHE'nin ölçeklenebilirlik ve gizlilik koruma sorunlarını çözmede anahtar bir teknoloji olması bekleniyor. Bu, şeffaf blok zincirini kısmen şifrelenmiş bir forma dönüştürürken, akıllı sözleşmelerin kontrolünü koruyabilir. Bazı projeler, programcıların FHE ilkelere yönelik akıllı sözleşme kodları yazmasına izin veren FHE sanal makineleri geliştirmektedir. Bu yaklaşım, şifreli ödemeleri, gizlilik oyunları gibi kullanım senaryolarını gerçekleştirirken, aynı zamanda düzenleyici dostluğu artırmak için işlem grafiklerini koruyabilir.

FHE ayrıca gizli mesajların (OMR) aranması yoluyla mevcut gizlilik projelerinin kullanıcı deneyimini geliştirebilir ve cüzdan istemcilerinin erişim içeriğini ifşa etmeden veri senkronizasyonu yapmasına izin verebilir.

FHE kendi başına blockchain ölçeklenebilirlik sorununu doğrudan çözemese de, bunu sıfır bilgi kanıtı (ZKP) ile birleştirmek bazı atılımlar sağlayabilir. Doğrulanabilir FHE, hesaplamanın doğru bir şekilde gerçekleştirildiğini garanti ederek blockchain ortamına güvenilir bir hesaplama mekanizması sunabilir.

FHE ve ZKP tamamlayıcı teknolojilerdir, her biri farklı yönlere odaklanır. ZKP, doğrulanabilir hesaplama ve sıfır bilgi özellikleri sunarken, FHE şifrelenmiş paylaşılan durumlar üzerinde hesaplama yapılmasına izin verir, bu da izinsiz akıllı sözleşme platformları için hayati öneme sahiptir.

Şu anda FHE'nin gelişimi, ZKP'den yaklaşık üç ila dört yıl geride, ancak hızla yetişiyor. Birinci nesil FHE projeleri test edilmeye başlandı, ana ağın bu yılın ilerleyen zamanlarında devreye girmesi bekleniyor. Hesaplama maliyetleri hala ZKP'den daha yüksek olsa da, FHE'nin büyük ölçekte benimsenme potansiyeli oldukça büyük.

FHE'nin karşılaştığı başlıca zorluklar arasında hesaplama verimliliği ve anahtar yönetimi bulunmaktadır. Kendini başlatma işleminin hesaplama yoğunluğu, algoritma iyileştirmeleri ve mühendislik optimizasyonları ile hafifletilmektedir. Anahtar yönetimi açısından, bazı projeler eşik anahtar yönetim çözümleri kullanmayı araştırmaktadır.

Pazar açısından, birçok girişimci şirket FHE ile ilgili teknolojileri ve uygulamaları aktif olarak geliştiriyor:

• Zama, Web3 projeleri için FHE çözümleri sunmaktadır, örneğin TFHE-rs kütüphanesi ve fhEVM.
• Sunscreen, Rust fonksiyonlarını FHE fonksiyonlarına dönüştüren açık kaynaklı bir derleyici geliştirdi.
• Fhenix, gizli akıllı sözleşmeleri destekleyen Ethereum Layer 2'yi inşa ediyor.
• Inco Network, EVM ve FHE'yi birleştiren modüler gizli hesaplama Layer 1 blok zincirini geliştiriyor.

Teori, yazılım, donanım ve algoritmaların sürekli ilerlemesiyle, FHE'nin önümüzdeki 3-5 yıl içinde önemli bir sıçrama yapması ve blockchain ile Web3 ekosistemine devrim niteliğinde değişiklikler getirmesi bekleniyor.