Mã hóa đồng cấu hoàn toàn công nghệ phát triển và ứng dụng

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) là một hình thức mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trên dữ liệu mã hóa mà không cần giải mã. Khái niệm này lần đầu tiên được đề xuất vào những năm 1970, nhưng phải đến năm 2009 mới đạt được những tiến bộ đột phá. Các đặc điểm cốt lõi của FHE bao gồm tính đồng cấu, quản lý tiếng ồn và hỗ trợ phép cộng và phép nhân vô hạn.

So với một số mã hóa đồng cấu và một số mã hóa đồng cấu khác, FHE hỗ trợ thực hiện các phép toán tùy ý trên dữ liệu đã mã hóa, điều này mang lại tiềm năng lớn nhưng cũng tạo ra những thách thức tính toán nặng nề. Ưu điểm chính của FHE là khả năng bảo vệ quyền riêng tư và an ninh dữ liệu trong suốt quá trình tính toán.

Trong lĩnh vực blockchain, FHE được kỳ vọng sẽ trở thành công nghệ then chốt giải quyết vấn đề khả năng mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư. Nó có thể biến blockchain minh bạch thành dạng mã hóa một phần, đồng thời giữ lại khả năng kiểm soát của hợp đồng thông minh. Một số dự án đang phát triển máy ảo FHE, cho phép lập trình viên viết mã hợp đồng thông minh thao tác với các nguyên lý FHE. Phương pháp này có thể giải quyết vấn đề quyền riêng tư hiện tại của blockchain, cho phép các ứng dụng như thanh toán mã hóa, trò chơi và nhiều ứng dụng khác, đồng thời giữ lại khả năng theo dõi của đồ thị giao dịch.

FHE cũng có thể cải thiện tính khả dụng của các dự án bảo mật thông qua việc truy xuất tin nhắn riêng tư (OMR), cho phép khách hàng ví đồng bộ dữ liệu mà không phải tiết lộ nội dung truy cập. Tuy nhiên, FHE bản thân nó không thể giải quyết trực tiếp vấn đề khả năng mở rộng của blockchain, có thể cần kết hợp với bằng chứng không biết (ZKP) để đối phó với thách thức này.

FHE và ZKP là các công nghệ bổ sung cho nhau, mỗi cái phục vụ cho những mục đích khác nhau. ZKP cung cấp tính toán có thể xác minh và thuộc tính không kiến thức, trong khi FHE cho phép tính toán trên dữ liệu mã hóa mà không tiết lộ dữ liệu bản thân. Kết hợp cả hai có thể làm tăng đáng kể độ phức tạp của tính toán, vì vậy cần cân nhắc lợi và hại dựa trên trường hợp sử dụng cụ thể.

Hiện tại, sự phát triển của FHE đang chậm hơn khoảng ba đến bốn năm so với ZKP, nhưng đang nhanh chóng theo kịp. Các dự án FHE thế hệ đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm, mạng chính dự kiến sẽ được ra mắt vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán của FHE vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng ứng dụng quy mô lớn của nó đang dần xuất hiện.

Các thách thức chính mà FHE phải đối mặt bao gồm hiệu suất tính toán và quản lý khóa. Tính chất tập trung tính toán của các hoạt động tự khởi động đang được cải thiện thông qua cải tiến thuật toán và tối ưu hóa kỹ thuật. Về quản lý khóa, một số dự án áp dụng giải pháp quản lý khóa theo ngưỡng, nhưng vẫn cần phát triển thêm để khắc phục vấn đề điểm lỗi đơn.

Nhiều công ty và dự án đang tích cực đầu tư vào phát triển và ứng dụng trong lĩnh vực FHE. Những cái tên này bao gồm Arcium, tập trung vào tính toán bí mật song song; Cysic, cung cấp dịch vụ tính toán ZK; Zama, phát triển giải pháp FHE; Sunscreen, xây dựng công cụ ứng dụng riêng; Octra, đề xuất khái niệm HFHE; Fhenix, phát triển Ethereum Layer 2 hỗ trợ FHE; Mind Network, xây dựng lớp tái ký quỹ FHE; và Inco Network, tạo ra blockchain tính toán bí mật mô-đun.

Môi trường quy định của FHE ở các khu vực khác nhau là khác nhau. Mặc dù quyền riêng tư dữ liệu thường được hỗ trợ, nhưng quyền riêng tư tài chính vẫn ở trong vùng xám. FHE có tiềm năng tăng cường quyền riêng tư dữ liệu, đồng thời duy trì lợi ích xã hội.

Với sự tiến bộ không ngừng của lý thuyết, phần mềm, phần cứng và thuật toán, FHE dự kiến sẽ đạt được những tiến bộ đáng kể trong 3-5 năm tới, dần dần chuyển từ nghiên cứu lý thuyết sang ứng dụng thực tế. Là một công nghệ cách mạng, FHE hứa hẹn sẽ mang lại ảnh hưởng sâu rộng trong lĩnh vực mã hóa, cung cấp các giải pháp đổi mới về quyền riêng tư và an ninh cho hệ sinh thái blockchain.