FHE, ZK та MPC: порівняння трьох передових шифрування технологій

У сучасну епоху, коли безпеці даних і захисту приватності загрожують величезні виклики, технологія шифрування відіграє надзвичайно важливу роль. У цій статті буде детально порівняно три сучасні технології шифрування: повна гомоморфна шифрування (FHE), нульове знання (ZK) і багатосторонні безпечні обчислення (MPC).

Нульове знання ( ZK ): доведення без розкриття

Технологія нульових знань має на меті вирішити питання, як перевірити справжність інформації, не розкриваючи жодних конкретних деталей. Завдяки ZK одна сторона може довести іншій стороні, що вона знає якийсь секрет, не розкриваючи жодної інформації про сам секрет.

Наприклад, Аліса може довести свою добру кредитну історію співробітнику прокату автомобілів Бобу, не демонструючи конкретні виписки з рахунків. У блокчейн-додатках технологія ZK може бути використана для реалізації анонімних транзакцій, таких як процес переказу анонімної монети. Майнери можуть перевіряти законність транзакції та додавати її до блокчейну, не знаючи ідентичність переказувача.

Багатостороннє шифрування ( MPC ): спільне обчислення без витоку

Технологія MPC в основному використовується для безпечного спільного обчислення кількох учасників без розкриття чутливої інформації. Вона дозволяє кільком учасникам спільно виконувати обчислювальні завдання, не розкриваючи своїх вхідних даних.

Типовим сценарієм є обчислення середньої зарплати кількох людей без розкриття конкретних даних про зарплату. У сфері шифрування, технологія MPC використовується для розробки більш безпечних рішень для гаманців. Деякі торгові платформи випустили MPC-гаманці, які розділяють приватний ключ на кілька частин, які зберігаються на мобільному телефоні, в хмарі та на біржі, підвищуючи безпеку активів та зручність відновлення.

Повна гомоморфна шифрування(FHE): шифрування зовнішніх обчислень

Технологія повної гомоморфної шифрування вирішує питання, як зашифрувати чутливі дані, щоб їх могли обробляти ненадійні треті сторони, при цьому гарантуючи, що результати можуть бути правильно розшифровані. FHE дозволяє виконувати обчислення, поки дані залишаються зашифрованими, що особливо важливо для обробки чутливої інформації в середовищі хмарних обчислень.

У сфері блокчейну технологія FHE може бути використана для вирішення проблеми ледарства вузлів і слідування за голосуванням у малих мережах PoS. Завдяки FHE можна реалізувати верифікацію блоків вузлами PoS без знання відповідей один одного, або дозволити голосуючим брати участь у голосуванні, не знаючи намірів інших, що підвищує рівень децентралізації мережі та достовірність голосування.

Технічне порівняння

Хоча ці три технології спрямовані на захист приватності та безпеки даних, вони мають суттєві відмінності в застосуванні та технологічній складності:

• ZK в основному використовується для доказів, підходить для сценаріїв авторизації або автентифікації.
• MPC акцентує увагу на спільних обчисленнях кількох сторін, що підходить для випадків, коли потрібна співпраця з даними, але при цьому необхідно захистити конфіденційність усіх сторін.
• FHE зосереджується на шифруванні даних для обчислювальних завдань, особливо підходить для таких галузей, як хмарні обчислення та послуги штучного інтелекту.

У плані технологічної складності, ZK потребує глибоких математичних і програмних навичок для розробки ефективних протоколів. MPC під час реалізації потребує вирішення проблем синхронізації та комунікаційної ефективності, особливо у випадках з множинною участю. FHE, хоча теоретично надзвичайно привабливий, все ще стикається з величезними викликами у плані обчислювальної ефективності в практичному застосуванні.

Ці три види шифрування надають нам потужні інструменти для боротьби з дедалі серйознішими викликами безпеки даних та захисту приватності. З розвитком і вдосконаленням технологій вони відіграватимуть все більш важливу роль у майбутньому цифровому світі.