Mã hóa đồng cấu hoàn toàn: Khối chuỗi riêng tư và an toàn mới

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) là 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 được đề xuất lần đầu vào những năm 1970, nhưng cho đến nghiên cứu đột phá của Craig Gentry vào năm 2009, nó mới trở thành khả thi. Các đặc điểm cốt lõi của FHE bao gồm tính đồng cấu, quản lý tiếng ồn và hỗ trợ thực hiện vô hạn các phép toán.

So với một số mã hóa đồng cấu và mã hóa đồng cấu nhất định, FHE hỗ trợ các phép toán cộng và nhân vô hạn, cho phép thực hiện bất kỳ phép toán nào trên dữ liệu được mã hóa. Tính năng này mang lại tiềm năng lớn cho FHE trong việc bảo vệ quyền riêng tư và an ninh dữ liệu.

Trong lĩnh vực Blockchain, FHE được kỳ vọng sẽ trở thành công nghệ then chốt để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư. Nó có thể biến Blockchain minh bạch thành hình thức mã hóa một phần, trong khi vẫn giữ 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 để thao tác với các nguyên lý FHE bằng Solidity.

FHE còn có thể cải thiện tính khả dụng của các dự án bảo mật, chẳng hạn như giải quyết vấn đề đồng bộ của ví khách hàng thông qua truy xuất tin nhắn bảo mật (OMR). Mặc dù FHE bản thân nó không giải quyết trực tiếp vấn đề khả năng mở rộng của Blockchain, nhưng kết hợp với bằng chứng không kiến thức (ZKP) có thể cung cấp giải pháp cho một số thách thức khả năng mở rộng.

FHE và ZKP là các công nghệ bổ sung, phục vụ cho các 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 mã hóa mà không tiết lộ chính dữ liệu đó. Việc kết hợp cả hai mặc dù sẽ làm tăng độ phức tạp của tính toán, nhưng có thể là cần thiết trong các trường hợp sử dụng cụ thể.

Hiện tại, sự phát triển của FHE chậm hơn ZKP khoảng ba đến bốn năm, nhưng đang nhanh chóng theo kịp. Các dự án FHE thế hệ đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm, mạng chính dự kiến sẽ ra mắt vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng áp dụng rộng rãi của FHE là rất lớn.

Các thách thức chính mà FHE phải đối mặt bao gồm hiệu suất tính toán và quản lý khóa. Tính chất 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 đang khám phá việc sử dụng quản lý khóa ngưỡng để khắc phục vấn đề điểm lỗi duy nhất.

Nhiều công ty và dự án đã hoạt động trong lĩnh vực FHE trên thị trường, bao gồm Arcium, Cysic, Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network và Inco. Những dự án này bao gồm nhiều ứng dụng từ tăng tốc phần cứng đến blockchain bảo vệ quyền riêng tư.

Sự phát triển của FHE đang chuyển từ nghiên cứu lý thuyết sang ứng dụng thực tế. Dự kiến trong ba đến năm năm tới, FHE sẽ đạt được những tiến bộ đáng kể về lý thuyết, phần mềm, phần cứng và thuật toán, làm cho nó khả thi hơn trong ứng dụng thực tế.

Với sự trưởng thành của công nghệ và sự quan tâm liên tục của vốn mạo hiểm, FHE dự kiến sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư của Blockchain, thúc đẩy sự đổi mới và phát triển của hệ sinh thái mã hóa.