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

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) như một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trên dữ liệu mã hóa mà không cần giải mã. Khái niệm này có thể được truy nguyên về những năm 1970, nhưng phải đến năm 2009 mới đạt được những bước tiến đột phá. Đặc điểm cốt lõi của FHE là tính đồng cấu, tức là thực hiện các phép toán cộng hoặc nhân trên bí mật tương đương với việc thực hiện các phép toán tương tự trên văn bản rõ.

Khác với một số Mã hóa đồng cấu ( PHE ) và một loại Mã hóa đồng cấu ( SHE ), FHE hỗ trợ vô hạn các phép cộng và phép nhân, cho phép thực hiện các phép tính tùy ý trên dữ liệu đã mã hóa. Tuy nhiên, FHE cũng phải đối mặt với những thách thức về quản lý tiếng ồn và hiệu quả tính toán.

Trong lĩnh vực blockchain, FHE có triển vọng trở thành công nghệ then chốt giải quyết các vấn đề về 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 sự 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 để thao tác với các nguyên thủy FHE. Phương pháp này có thể giải quyết các vấn đề về quyền riêng tư hiện tại trên blockchain, đồng thời giữ lại đồ thị giao dịch, nâng cao tính thân thiện với quy định.

FHE còn có thể cải thiện tính khả dụng của các dự án bảo mật, chẳng hạn như giải quyết vấn đề đồng bộ ví client thông qua việc truy xuất tin nhắn riêng tư (OMR). Tuy nhiên, FHE bản thân nó không thể giải quyết trực tiếp vấn đề khả năng mở rộng của blockchain, có thể cần được sử dụng kết hợp với công nghệ chứng minh không kiến thức (ZKP).

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

Hiện tại, sự phát triển của mã hóa đồng cấu (FHE) chậm hơn khoảng 3-4 năm so với chứng minh không kiến thức (ZKP), nhưng đang nhanh chóng bắt kịp. Các dự án FHE thế hệ đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm và dự kiến sẽ phát hành mạng chính vào cuối năm nay. Mặc dù FHE vẫn có chi phí tính toán cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng ứng dụng quy mô lớn của nó ngày càng rõ ràng.

Các ứng dụng của mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) đang đối mặt với một số thách thức, chẳng hạn như hiệu suất tính toán và quản lý khóa. Độ phức tạp tính toán của các thao tác tự khởi động đang được cải thiện thông qua việc cải tiến thuật toán và tối ưu hóa kỹ thuật. Về quản lý khóa, một số dự án áp dụng phương pháp quản lý khóa ngưỡng, nhưng vẫn cần phát triển thêm để vượt qua vấn đề điểm lỗi đơn.

Về mặt thị trường, nhiều công ty đang tích cực phát triển các giải pháp FHE. Zama cung cấp công cụ FHE cho các dự án Web3, Sunscreen phát triển trình biên dịch FHE, Fhenix đang xây dựng mạng Layer 2 Ethereum hỗ trợ FHE, trong khi Mind Network đang nỗ lực thực hiện "Internet mã hóa đầu cuối". Các dự án này đều nhận được sự hỗ trợ từ vốn mạo hiểm, cho thấy niềm tin của thị trường vào công nghệ FHE.

Về môi trường pháp lý, FHE có tiềm năng tăng cường quyền riêng tư dữ liệu, cho phép người dùng giữ quyền sở hữu dữ liệu và có thể thu lợi từ đó, đồng thời duy trì lợi ích xã hội. Với sự cải thiện liên tục 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 chuyển từ nghiên cứu lý thuyết sang ứng dụng thực tế.

Tổng quát mà nói, công nghệ mã hóa đồng cấu hoàn toàn đang ở thời điểm then chốt trong lĩnh vực mã hóa, hứa hẹn sẽ cung cấp các giải pháp đổi mới cho các vấn đề như khả năng mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư của blockchain. Khi công nghệ trở nên trưởng thành và ứng dụng được mở rộng, FHE hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự phát triển đổi mới của các ứng dụng trong hệ sinh thái mã hóa.