Повністю гомоморфне шифрування(FHE) розвиток та застосування

повністю гомоморфне шифрування(FHE) є передовою технологією шифрування, яка дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без їх розшифрування. Ця концепція вперше була запропонована ще в 70-х роках XX століття, але лише у 2009 році проривна робота Крейга Джентрі зробила її справді можливою.

Основні характеристики FHE включають гомоморфність (, де операції додавання та множення зашифрованих даних еквівалентні операціям з відкритими даними ), управління шумом та необмежені можливості обчислень. У порівнянні з частковим гомоморфним шифруванням ( PHE ) та деякими видами гомоморфного шифрування ( SHE ), FHE підтримує необмежену кількість операцій додавання та множення, що робить його надзвичайно потужною, але обчислювально інтенсивною технологією.

У сфері блокчейну FHE має потенціал стати ключовою технологією для вирішення проблеми масштабованості та захисту конфіденційності. Він може перетворити прозорий блокчейн на частково зашифровану форму, одночасно зберігаючи контроль над смарт-контрактами. Цей підхід може реалізувати такі застосування, як зашифровані платежі, ігри з конфіденційністю тощо, зберігаючи при цьому графік транзакцій, що робить його більш вигідним з точки зору регулювання.

FHE також може покращити досвід користувачів проектів конфіденційності через пошук приватних повідомлень (OMR), дозволяючи клієнтам гаманців синхронізувати дані без розкриття змісту доступу. Хоча FHE сам по собі не вирішує проблеми масштабованості блокчейну, його поєднання з нульовими знаннями (ZKP) може запропонувати нові ідеї для вирішення цього виклику.

FHE та ZKP є взаємодоповнюючими технологіями, які служать різним цілям. ZKP надає перевірювані обчислення та атрибути нульового знання, тоді як FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без розкриття самих даних. Поєднання обох технологій, хоча й значно підвищує обчислювальну складність, може принести унікальні переваги в певних сценаріях.

На даний момент розвиток повністю гомоморфного шифрування (FHE) приблизно відстає від ZKP на три-чотири роки, але швидко наздоганяє. Проєкти першого покоління FHE вже почали тестування, і очікується, що основна мережа буде запущена пізніше цього року. Незважаючи на те, що обчислювальні витрати все ще вищі, ніж у ZKP, потенціал для масового впровадження FHE починає проявлятися.

Основні виклики, з якими стикається повністю гомоморфне шифрування, включають обчислювальну ефективність та управління ключами. Обчислювальна інтенсивність операцій самозапуску поступово зменшується завдяки вдосконаленню алгоритмів і інженерним оптимізаціям. Управління ключами, особливо в проектах, де потрібне управління ключами з порогом, все ще потребує подальшого розвитку для подолання проблеми єдиної точки відмови.

У сфері ринку кілька компаній активно розробляють рішення FHE. Наприклад, Zama пропонує інструменти FHE для проектів Web3, Sunscreen розробляє компілятор FHE, а Fhenix будує мережу Ethereum Layer 2, яка підтримує FHE. Ці проекти отримали значну підтримку венчурного капіталу, що відображає визнання потенціалу FHE на ринку.

У сфері нормативного середовища FHE має потенціал для посилення захисту конфіденційності даних, одночасно зберігаючи соціальні вигоди. Завдяки постійному прогресу в теорії, програмному забезпеченні, апаратному забезпеченні та алгоритмах, очікується, що FHE досягне значного розвитку протягом наступних 3-5 років, поступово переходячи від теоретичних досліджень до практичного застосування.

В цілому, FHE знаходиться на роздоріжжі революції в сфері шифрування, пропонуючи інноваційні рішення для проблем приватності та безпеки. З розвитком технології та розширенням її застосувань, FHE обіцяє вивільнити новий інноваційний потенціал у блокчейн-екосистемі, сприяючи розвитку різних додатків.