Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) sự phát triển và ứng dụng

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trên dữ liệu đã mã hóa mà không cần giải mã. Khái niệm này có thể được truy nguyên đến những năm 1970, nhưng chỉ đến công trình đột phá của Craig Gentry vào năm 2009 thì nó mới thực sự trở thành hiện thực.

Các đặc điểm cốt lõi của FHE bao gồm tính đồng cấu ( các phép toán cộng và nhân trên dữ liệu mã hóa tương đương với các phép toán trên bản rõ ), quản lý tiếng ồn và khả năng thực hiện phép toán vô hạn. So với một phần mã hóa đồng cấu ( PHE ) và một số loại mã hóa đồng cấu ( SHE ), FHE hỗ trợ thực hiện vô hạn phép toán cộng và nhân, khiến nó trở thành một công nghệ cực kỳ mạnh mẽ nhưng đòi hỏi tính toán cao.

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 hình thức mã hóa một phần, đồng thời giữ nguyên quyền kiểm soát của hợp đồng thông minh. Phương pháp này có thể thực hiện các ứng dụng như thanh toán mã hóa, trò chơi bảo mật, đồng thời giữ lại biểu đồ giao dịch, làm cho nó có lợi thế hơn trong việc quản lý.

FHE còn có thể cải thiện trải nghiệm người dùng 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 tiết lộ nội dung truy cập. Mặc dù FHE bản thân nó không giải quyết trực tiếp vấn đề khả năng mở rộng của blockchain, nhưng việc kết hợp nó với chứng minh không biết (ZKP) có thể cung cấp những ý tưởng mới để giải quyết thách thức này.

FHE và ZKP là những công nghệ bổ sung cho nhau, phục vụ cho những mục đích khác nhau. ZKP cung cấp khả năng tính toán có thể xác minh và thuộc tính không kiến thức, trong khi FHE cho phép tính toán trên dữ liệu được mã hóa mà không tiết lộ chính dữ liệu. Sự kết hợp của cả hai, mặc dù sẽ làm tăng đáng kể độ phức tạp tính toán, nhưng có thể mang lại lợi thế độc đáo trong những tình huống cụ thể.

Hiện tại, sự phát triển của Mã hóa đồng cấu (FHE) đang chậm hơn khoảng ba đến bốn năm so với Chứng minh không biết (ZKP), nhưng đang nhanh chóng đuổi kịp. Các dự án FHE thế hệ đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm và dự kiến sẽ ra mắt mạng chính vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng áp dụng quy mô lớn của FHE đang dần hiện ra.

Các thách thức chính mà FHE phải đối mặt bao gồm hiệu suất tính toán và quản lý khóa. Tính chất tốn kém về tính toán của các thao tác tự khởi động đang được giảm bớt thông qua cải tiến thuật toán và tối ưu hóa kỹ thuật. Quản lý khóa, đặc biệt là trong các dự án yêu cầu quản lý khóa ngưỡng, vẫn cần được 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 mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE). Ví dụ, 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. Những dự án này đều nhận được sự hỗ trợ đầu tư mạo hiểm đáng kể, phản ánh sự công nhận của thị trường đối với tiềm năng của mã hóa đồng cấu hoàn toàn.

Về môi trường quy định, FHE có tiềm năng tăng cường bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu, đồng thời duy trì lợi ích xã hội. Với sự tiến bộ liên tục của lý thuyết, phần mềm, phần cứng và thuật toán, FHE dự kiến sẽ đạt được sự phát triển đáng kể trong vòng 3-5 năm tới, từ nghiên cứu lý thuyết dần chuyển sang ứng dụng thực tế.

Tổng thể mà nói, FHE đang đứng ở đỉnh cao cách mạng hóa lĩnh vực mã hóa, cung cấp các giải pháp đổi mới cho vấn đề quyền riêng tư và an ninh. Khi công nghệ trưởng thành và ứng dụng mở rộng, FHE hứa hẹn sẽ giải phóng tiềm năng đổi mới mới trong hệ sinh thái blockchain, thúc đẩy sự phát triển của các loại ứng dụng.