encriptación completamente homomórfica: la combinación perfecta de la privacidad de datos y el cálculo de IA

Recientemente, el mercado ha estado tranquilo, lo que nos brinda la oportunidad de profundizar en algunas tecnologías emergentes. Aunque el mercado de encriptación de 2024 no es tan espectacular como en años anteriores, todavía hay algunas nuevas tecnologías que están madurando poco a poco. Hoy, el tema en el que nos vamos a centrar es "FHE / encriptación completamente homomórfica".

Para entender el complejo concepto de encriptación completamente homomórfica, primero necesitamos comprender el significado de "encriptación" y "homomórfico", así como por qué es "completo".

Conceptos básicos de encriptación

La encriptación es la base de la seguridad de la información. Por ejemplo, si Alice quiere transmitir un mensaje secreto como "1314 520" a Bob a través de un tercero, puede utilizar un método de encriptación simple: multiplicar cada número por 2. De esta manera, el mensaje transmitido se convierte en "2628 1040". Cuando Bob lo recibe, solo necesita dividir cada número por 2 para recuperar la información original. Este método les permite realizar comunicaciones confidenciales sin confiar completamente en el transmisor.

Cifrado homomórfico de nivel avanzado

El cifrado homomórfico va un paso más allá, ya que permite realizar cálculos sobre datos encriptados sin necesidad de desencriptarlos primero. Por ejemplo, supongamos que Alice solo puede realizar operaciones simples de multiplicar por 2 y dividir por 2, pero necesita calcular 400 yuanes de factura de electricidad multiplicados por 12 meses. Ella puede encriptar 400 y 12 multiplicándolos por 2, y permitir que un calculador confiable C calcule el resultado de 800x24. Después de que C obtenga 19200, Alice solo necesita dividir el resultado por 4 para obtener la respuesta correcta de 4800, y durante todo el proceso C no sabe el monto real de la factura de electricidad ni el número de meses.

La necesidad de la encriptación completamente homomórfica

Sin embargo, el cifrado homomórfico simple puede ser vulnerado. El cifrado completamente homomórfico introduce operaciones matemáticas más complejas y múltiples encriptaciones, lo que hace que la vulneración sea casi imposible. Permite realizar una cantidad arbitraria de operaciones de suma y multiplicación sobre datos encriptados, lo que significa que se pueden abordar prácticamente cualquier problema matemático complejo, al mismo tiempo que se mantiene la privacidad absoluta de los datos.

Aplicaciones de FHE en el campo de la IA

La encriptación completamente homomórfica tiene un enorme potencial de aplicación en el campo de la IA. Puede resolver los problemas de privacidad de los datos durante el proceso de entrenamiento y uso de la IA:

1. Los usuarios pueden realizar encriptación completamente homomórfica de datos sensibles.
2. Los sistemas de IA utilizan datos encriptados para cálculos y entrenamiento.
3. El sistema produce el resultado de encriptación.
4. El usuario descifra el resultado de forma segura en local.

De esta manera, se garantiza que la IA obtenga suficientes datos de entrenamiento y se protege la privacidad del usuario, logrando el objetivo de "querer ambas cosas".

Casos de aplicación práctica de la encriptación completamente homomórfica

En aplicaciones prácticas, el Cifrado homomórfico completamente homomórfico (FHE) puede utilizarse para abordar problemas sensibles como el reconocimiento facial. Permite que las máquinas determinen si se trata de una persona real sin acceder a ninguna información sensible del rostro. Sin embargo, el cálculo FHE requiere una gran potencia de procesamiento, lo que ha llevado a algunos proyectos a desarrollar hardware y arquitecturas de red especializadas para soportar los cálculos FHE.

La importancia de FHE para la IA y la privacidad

Si la IA puede aplicar a gran escala la tecnología de encriptación completamente homomórfica, aliviará enormemente los problemas actuales de seguridad de datos y privacidad. Desde la seguridad nacional hasta la protección de la privacidad personal, la tecnología FHE tiene el potencial de convertirse en una línea de defensa importante. En la próxima era de la IA, la madurez de la tecnología FHE podría convertirse en la última bastión para proteger la privacidad humana.

Con el desarrollo de la tecnología, esperamos ver más aplicaciones innovadoras de encriptación completamente homomórfica en diversos campos, lo que traerá nuevas posibilidades para la seguridad de los datos y la protección de la privacidad.