Повністю гомоморфне шифрування: концепція та області застосування
Технології шифрування зазвичай поділяються на статичне шифрування та шифрування під час передачі. Статичне шифрування захищає дані, що зберігаються на пристрої або в хмарі, тільки уповноважені особи можуть отримати доступ до розшифрованого вмісту. Шифрування під час передачі забезпечує, що дані, які передаються через мережу, можуть бути розшифровані лише вказаним отримувачем, навіть якщо вони проходять через публічний канал, інформація не буде розкрита.
Ці два види шифрування залежать від шифрувальних алгоритмів і забезпечують цілісність даних через сертифіковане шифрування. Проте деякі сценарії багатосторонньої співпраці потребують складної обробки зашифрованих даних, що стосується технологій захисту приватності, серед яких повністю гомоморфне шифрування ( FHE ) є важливим рішенням.
Беручи онлайн-голосування як приклад, традиційні схеми шифрування важко реалізувати для захисту приватності та одночасного підрахунку голосів. Технологія повністю гомоморфного шифрування дозволяє без розшифрування безпосередньо виконувати функціональні обчислення над шифротекстом, що забезпечує захист приватності та реалізацію необхідних функцій.
FHE є компактною схемою шифрування, розмір зашифрованого виходу та складність розшифрування залежать лише від початкового введення, не підлягаючи впливу проміжних обчислювальних процесів. Вона зазвичай вважається альтернативою безпечним виконуваним середовищам, таким як TEE, безпека базується на криптографічних алгоритмах, а не на апаратних пристроях.
Системи повністю гомоморфного шифрування зазвичай містять кілька складових частин: ключ для розшифрування, ключ для шифрування та ключ для обчислень. Серед них ключ для розшифрування є найбільш чутливим, потрібно забезпечити ефективність та безпеку всього ланцюга гомоморфних операцій.
Режими застосування повністю гомоморфного шифрування
Модель аутсорсингу
Цей режим перетворює звичайні хмари обчислювальної потужності в приватні обчислення, подібні до SGX та TEE. Власник даних надсилає зашифровані дані постачальнику хмарних послуг, який виконує гомоморфне шифрування та повертає зашифровані результати.
Наразі модель зовнішнього управління FHE в основному використовується для приватного інформаційного пошуку (PIR), наприклад, коли клієнт запитує інформацію з великої публічної бази даних, не розкриваючи зміст запиту.
Режим обчислень для двох сторін
У цьому режимі обчислювач також додасть свої власні конфіденційні дані в процес. FHE є ідеальним рішенням для обчислень між двома сторонами з мінімальною складністю комунікації.
Потенційні застосування включають «проблему мільйонера» в криптографії, тобто дві сторони порівнюють своє багатство, не розкриваючи конкретні суми.
Агрегатний режим
Покращення зовнішньої моделі, що дозволяє компактно та верифіковано агрегувати дані кількох учасників. Типові випадки використання включають федеративне навчання та онлайн-системи голосування.
Модель клієнт-сервер
Розширення моделі обчислень для двох сторін, сервер надає послуги обчислень FHE для клієнтів з кількома незалежними ключами. Може використовуватися для обчислювальних послуг приватних AI-моделей, дані клієнта шифруються і обробляються моделлю AI на стороні сервера.
Інші технічні деталі FHE
Забезпечення дійсності результатів зовнішніх обчислень шляхом надмірних обчислень або цифрового підпису тощо
Контроль діапазону розшифровки шляхом обмеження доступу до проміжного шифрованого тексту або секретного спільного ключа для розшифровки
FHE в порівнянні з частковим гомоморфним шифруванням та ієрархічним гомоморфним шифруванням може підтримувати будь-які обчислювальні завдання, при цьому параметри не змінюються з ростом складності.
FHE потребує регулярного виконання операцій самозавантаження для контролю шуму
Повністю гомоморфне шифрування як потужна технологія захисту конфіденційності демонструє широкі перспективи застосування в багатьох сферах. Завдяки постійній оптимізації алгоритмів і апаратного забезпечення, віримо, що FHE відіграватиме ще більшу роль у майбутньому.
https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a37e9e4883a3e188b0c49f33ec7542cc.webp(
![Огляд повністю гомоморфного шифрування FHE: режими роботи та сценарії застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7019c4531429877198ffe6b794ca6c0c.webp(
![Огляд повністю гомоморфного шифрування FHE: режими роботи та сценарії застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a9346d133b26d0434e9c711e64d01f78.webp(
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
14 лайків
Нагородити
14
4
Поділіться
Прокоментувати
0/400
GasFeeNightmare
· 6год тому
Захистити конфіденційність? Це надійно.
Переглянути оригіналвідповісти на0
LightningPacketLoss
· 6год тому
Технології досить круті~
Переглянути оригіналвідповісти на0
HappyMinerUncle
· 6год тому
Знову роблять таку високотехнологічну річ, не досить стримано.
повністю гомоморфне шифрування: майбутня зірка захисту приватності Web3
Повністю гомоморфне шифрування: концепція та області застосування
Технології шифрування зазвичай поділяються на статичне шифрування та шифрування під час передачі. Статичне шифрування захищає дані, що зберігаються на пристрої або в хмарі, тільки уповноважені особи можуть отримати доступ до розшифрованого вмісту. Шифрування під час передачі забезпечує, що дані, які передаються через мережу, можуть бути розшифровані лише вказаним отримувачем, навіть якщо вони проходять через публічний канал, інформація не буде розкрита.
Ці два види шифрування залежать від шифрувальних алгоритмів і забезпечують цілісність даних через сертифіковане шифрування. Проте деякі сценарії багатосторонньої співпраці потребують складної обробки зашифрованих даних, що стосується технологій захисту приватності, серед яких повністю гомоморфне шифрування ( FHE ) є важливим рішенням.
Беручи онлайн-голосування як приклад, традиційні схеми шифрування важко реалізувати для захисту приватності та одночасного підрахунку голосів. Технологія повністю гомоморфного шифрування дозволяє без розшифрування безпосередньо виконувати функціональні обчислення над шифротекстом, що забезпечує захист приватності та реалізацію необхідних функцій.
FHE є компактною схемою шифрування, розмір зашифрованого виходу та складність розшифрування залежать лише від початкового введення, не підлягаючи впливу проміжних обчислювальних процесів. Вона зазвичай вважається альтернативою безпечним виконуваним середовищам, таким як TEE, безпека базується на криптографічних алгоритмах, а не на апаратних пристроях.
Системи повністю гомоморфного шифрування зазвичай містять кілька складових частин: ключ для розшифрування, ключ для шифрування та ключ для обчислень. Серед них ключ для розшифрування є найбільш чутливим, потрібно забезпечити ефективність та безпеку всього ланцюга гомоморфних операцій.
Режими застосування повністю гомоморфного шифрування
Модель аутсорсингу
Цей режим перетворює звичайні хмари обчислювальної потужності в приватні обчислення, подібні до SGX та TEE. Власник даних надсилає зашифровані дані постачальнику хмарних послуг, який виконує гомоморфне шифрування та повертає зашифровані результати.
Наразі модель зовнішнього управління FHE в основному використовується для приватного інформаційного пошуку (PIR), наприклад, коли клієнт запитує інформацію з великої публічної бази даних, не розкриваючи зміст запиту.
Режим обчислень для двох сторін
У цьому режимі обчислювач також додасть свої власні конфіденційні дані в процес. FHE є ідеальним рішенням для обчислень між двома сторонами з мінімальною складністю комунікації.
Потенційні застосування включають «проблему мільйонера» в криптографії, тобто дві сторони порівнюють своє багатство, не розкриваючи конкретні суми.
Агрегатний режим
Покращення зовнішньої моделі, що дозволяє компактно та верифіковано агрегувати дані кількох учасників. Типові випадки використання включають федеративне навчання та онлайн-системи голосування.
Модель клієнт-сервер
Розширення моделі обчислень для двох сторін, сервер надає послуги обчислень FHE для клієнтів з кількома незалежними ключами. Може використовуватися для обчислювальних послуг приватних AI-моделей, дані клієнта шифруються і обробляються моделлю AI на стороні сервера.
Інші технічні деталі FHE
Повністю гомоморфне шифрування як потужна технологія захисту конфіденційності демонструє широкі перспективи застосування в багатьох сферах. Завдяки постійній оптимізації алгоритмів і апаратного забезпечення, віримо, що FHE відіграватиме ще більшу роль у майбутньому.
https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a37e9e4883a3e188b0c49f33ec7542cc.webp(
![Огляд повністю гомоморфного шифрування FHE: режими роботи та сценарії застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7019c4531429877198ffe6b794ca6c0c.webp(
![Огляд повністю гомоморфного шифрування FHE: режими роботи та сценарії застосування])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a9346d133b26d0434e9c711e64d01f78.webp(