encriptação totalmente homomórfica(FHE) o desenvolvimento e aplicação
A encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) é um conceito que pode ser rastreado até a década de 1970, mas que durante muito tempo foi difícil de realizar. A sua ideia central é encriptar dados e realizar cálculos sem decifrá-los. Inicialmente, apenas operações simples como adição, subtração, multiplicação e divisão podiam ser realizadas em dados encriptados, sendo chamada de encriptação homomórfica parcial. Em 2009, Craig Gentry fez um avanço revolucionário, demonstrando a possibilidade de realizar cálculos arbitrários em dados encriptados, impulsionando assim o desenvolvimento da encriptação totalmente homomórfica.
FHE é uma tecnologia de encriptação avançada que permite realizar cálculos em dados encriptados sem descriptografá-los. Isso significa que é possível operar sobre dados encriptados ( e gerar resultados encriptados, que, após a descriptografia, coincidem com os resultados obtidos ao realizar as mesmas operações em dados em texto claro ).
encriptação totalmente homomórfica de características chave
Homomorfismo
Adição: Realizar operações de adição em texto cifrado é equivalente a realizar operações de adição em texto claro.
E(a+b)=E(a)+E(b)
Multiplicação: Realizar operações de multiplicação em texto cifrado é equivalente a realizar operações de multiplicação em texto claro.
E(a×b)=E(a)×E(b)
Gestão de ruído: Durante a encriptação FHE, o ruído é adicionado ao texto cifrado para garantir a segurança. No entanto, o ruído aumenta a cada operação, por isso é muito importante gerir e minimizar o ruído, caso contrário, pode levar a cálculos imprecisos ou falhas.
Operações infinitas: Diferente da encriptação homomórfica parcial (PHE) e de certa encriptação homomórfica (SHE), a encriptação totalmente homomórfica (FHE) suporta adição e multiplicação infinitas, permitindo realizar qualquer tipo de cálculo em dados encriptados.
Estritamente falando, a encriptação totalmente homomórfica é um caso especial de encriptação homomórfica. A encriptação homomórfica significa que realizar operações de adição ou multiplicação sobre o texto cifrado é equivalente a realizar as mesmas operações sobre o texto claro:
E(a+b)=E(a)+E(b)
E(a×b)=E(a)×E(b)
Aqui a e E(a), b e E(b) podem ser considerados equivalentes. Mas é importante notar dois desafios significativos:
A equivalência entre texto claro e texto cifrado envolve adicionar ruído ao texto claro antes da operação para obter o texto cifrado. Se o ruído causar um desvio grande, o cálculo pode falhar. Portanto, controlar o ruído é crucial para vários algoritmos.
O custo de adição e multiplicação é enorme. O cálculo em texto cifrado pode ser de 10.000 a 1.000.000 vezes mais demorado do que o cálculo em texto claro. A encriptação totalmente homomórfica só é realizada quando é possível realizar adições e multiplicações infinitas em texto cifrado.
De acordo com o grau de implementação, a criptografia homomórfica pode ser dividida nas seguintes categorias:
Criptografia homomórfica parcial ( PHE ): suporta uma operação ( de adição ou multiplicação ) de operações infinitas. Como o RSA é parcialmente homomórfico em relação à multiplicação.
Um tipo de Criptografia homomórfica ( SHE ): suporta um número limitado de adições e multiplicações. Adequado para aplicações específicas que requerem apenas algumas operações.
encriptação totalmente homomórfica(FHE): suporta adição e multiplicação infinitas, permitindo cálculos arbitrários em dados encriptados. Extremamente poderosa, mas intensiva em cálculos.
A principal vantagem da encriptação totalmente homomórfica (FHE) é a capacidade de realizar qualquer tipo de cálculo em dados encriptados, garantindo a privacidade e a segurança de todo o processo de cálculo.
A aplicação da encriptação totalmente homomórfica na blockchain
A encriptação totalmente homomórfica (FHE) tem o potencial de se tornar uma tecnologia chave para a escalabilidade e proteção da privacidade no blockchain. Atualmente, o blockchain é por padrão transparente, com cada transação e variável de contrato inteligente sendo públicas. A FHE pode transformar um blockchain totalmente transparente em uma forma parcialmente encriptada, enquanto ainda é controlado por contratos inteligentes.
Alguns projetos estão a desenvolver máquinas virtuais FHE, permitindo que programadores escrevam código Solidity que opera primitivas FHE. Esta abordagem pode resolver os problemas de privacidade atuais nas blockchains, tornando possíveis casos de uso como pagamentos encriptados, máquinas de jogo e casinos, enquanto preserva o gráfico de transações, sendo mais amigável em termos regulatórios em comparação com outras soluções de privacidade.
Outra aplicação chave da FHE é melhorar a usabilidade dos projetos de privacidade. Alguns projetos de privacidade enfrentam sérios problemas de usabilidade, como longos tempos de recuperação de informações de saldo e atrasos de sincronização. A FHE oferece uma solução por meio da recuperação de mensagens privadas (OMR), permitindo que o cliente da carteira sincronize sem expor o conteúdo de acesso.
No entanto, a FHE não pode resolver diretamente problemas de escalabilidade em blockchain, como a tecnologia Rollup. Combinar a FHE com provas de conhecimento zero (ZKP) pode resolver alguns desafios de escalabilidade. A FHE verificável pode garantir que os cálculos sejam executados corretamente, semelhante aos ZK Rollups, oferecendo um mecanismo de computação confiável para ambientes de blockchain.
A relação entre FHE e a prova de conhecimento zero ( ZKP )
A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, mas servem a propósitos diferentes. A ZKP permite cálculos verificáveis e propriedades de conhecimento zero, proporcionando privacidade para estados privados. No entanto, a ZKP não oferece privacidade para estados compartilhados, o que é crucial para plataformas de contratos inteligentes sem permissão. Neste caso, a FHE e a computação multipartidária (MPC) entram em ação, permitindo cálculos em dados encriptados sem expor os dados em si.
Combinar ZKP e FHE aumentará significativamente a complexidade computacional, a menos que casos de uso específicos exijam, caso contrário, não é prático.
Fase atual da FHE e perspectivas futuras
A FHE está aproximadamente três a quatro anos atrás do ZKP em termos de desenvolvimento, mas está a recuperar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE estão a iniciar a rede de testes, e espera-se que a rede principal seja lançada mais tarde este ano. Embora a FHE ainda tenha um custo computacional mais elevado do que o ZKP, o seu potencial para adoção em larga escala é iminente. Assim que a FHE entrar em produção e for escalada, espera-se que cresça rapidamente, tal como os ZK Rollups.
Desafios e gargalos
A adoção da Criptografia homomórfica enfrenta vários desafios, incluindo eficiência computacional e gestão de chaves. A operação de bootstrap na encriptação totalmente homomórfica é intensiva em cálculos, mas está a melhorar com o avanço dos algoritmos e a otimização de engenharia. Para casos de uso específicos, alternativas que não utilizam a operação de bootstrap podem ser mais eficientes.
A gestão de chaves também traz desafios. Alguns projetos necessitam de gestão de chaves de limiar, envolvendo um conjunto de validadores com capacidade de decriptação. Este método precisa de um desenvolvimento adicional para superar o problema do ponto único de falha.
Estado atual do mercado de FHE
As empresas de investimento em encriptação têm investido ativamente no campo da FHE, reconhecendo seu potencial. Alguns projetos estão focados em casos de uso do fhEVM e estão desenvolvendo aplicações como máquinas caça-níqueis, cassinos, pagamentos comerciais e jogos com parceiros.
Criptografia homomórfica de limite ( TFHE ) combina FHE com MPC e blockchain, mostrando-se especialmente promissora e abrindo novos casos de uso. A facilidade de desenvolvimento do FHE torna possível a programação com Solidity, tornando-a prática e viável no desenvolvimento de aplicações.
Ambiente regulatório
O ambiente regulatório para tecnologias de privacidade como a FHE varia de região para região. Embora a privacidade dos dados seja amplamente apoiada, a privacidade financeira continua a ser uma zona cinzenta. A FHE tem potencial para aumentar a privacidade dos dados, permitindo que os usuários mantenham a propriedade dos dados e possam lucrar com isso, ao mesmo tempo que preservam benefícios sociais como a publicidade direcionada.
Olhando para o futuro, espera-se que a melhoria gradual da teoria, software, hardware e algoritmos torne a FHE cada vez mais prática. O desenvolvimento da FHE está atualmente a passar de investigação teórica para aplicações práticas, prevendo-se progressos significativos nos próximos três a cinco anos.
Conclusão
A encriptação totalmente homomórfica(FHE) está à beira de uma revolução no campo da encriptação, oferecendo soluções avançadas de privacidade e segurança. Com o progresso contínuo e o crescente interesse do capital de risco, espera-se que a FHE atinja uma adoção em larga escala, abordando questões cruciais de escalabilidade e proteção de privacidade na blockchain. À medida que a tecnologia amadurece, espera-se que desbloqueie novas possibilidades, impulsionando a inovação em diversas aplicações no ecossistema de encriptação.
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ForkLibertarian
· 6h atrás
A velha tecnologia só agora é que se tornou popular.
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MissingSats
· 08-04 21:14
{"username":"MissingSats","bio":"Desempregado suporte Bitcoin, tem um Shiba Inu\n\ncomment_text:\nÉ muito absurdo, a pessoa ainda esconde a resposta."}
encriptação totalmente homomórfica FHE: uma nova direção para resolver os problemas de privacidade e escalabilidade do Blockchain
encriptação totalmente homomórfica(FHE) o desenvolvimento e aplicação
A encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) é um conceito que pode ser rastreado até a década de 1970, mas que durante muito tempo foi difícil de realizar. A sua ideia central é encriptar dados e realizar cálculos sem decifrá-los. Inicialmente, apenas operações simples como adição, subtração, multiplicação e divisão podiam ser realizadas em dados encriptados, sendo chamada de encriptação homomórfica parcial. Em 2009, Craig Gentry fez um avanço revolucionário, demonstrando a possibilidade de realizar cálculos arbitrários em dados encriptados, impulsionando assim o desenvolvimento da encriptação totalmente homomórfica.
FHE é uma tecnologia de encriptação avançada que permite realizar cálculos em dados encriptados sem descriptografá-los. Isso significa que é possível operar sobre dados encriptados ( e gerar resultados encriptados, que, após a descriptografia, coincidem com os resultados obtidos ao realizar as mesmas operações em dados em texto claro ).
encriptação totalmente homomórfica de características chave
Homomorfismo
E(a+b)=E(a)+E(b)
E(a×b)=E(a)×E(b)
Gestão de ruído: Durante a encriptação FHE, o ruído é adicionado ao texto cifrado para garantir a segurança. No entanto, o ruído aumenta a cada operação, por isso é muito importante gerir e minimizar o ruído, caso contrário, pode levar a cálculos imprecisos ou falhas.
Operações infinitas: Diferente da encriptação homomórfica parcial (PHE) e de certa encriptação homomórfica (SHE), a encriptação totalmente homomórfica (FHE) suporta adição e multiplicação infinitas, permitindo realizar qualquer tipo de cálculo em dados encriptados.
Estritamente falando, a encriptação totalmente homomórfica é um caso especial de encriptação homomórfica. A encriptação homomórfica significa que realizar operações de adição ou multiplicação sobre o texto cifrado é equivalente a realizar as mesmas operações sobre o texto claro:
E(a+b)=E(a)+E(b)
E(a×b)=E(a)×E(b)
Aqui a e E(a), b e E(b) podem ser considerados equivalentes. Mas é importante notar dois desafios significativos:
A equivalência entre texto claro e texto cifrado envolve adicionar ruído ao texto claro antes da operação para obter o texto cifrado. Se o ruído causar um desvio grande, o cálculo pode falhar. Portanto, controlar o ruído é crucial para vários algoritmos.
O custo de adição e multiplicação é enorme. O cálculo em texto cifrado pode ser de 10.000 a 1.000.000 vezes mais demorado do que o cálculo em texto claro. A encriptação totalmente homomórfica só é realizada quando é possível realizar adições e multiplicações infinitas em texto cifrado.
De acordo com o grau de implementação, a criptografia homomórfica pode ser dividida nas seguintes categorias:
Criptografia homomórfica parcial ( PHE ): suporta uma operação ( de adição ou multiplicação ) de operações infinitas. Como o RSA é parcialmente homomórfico em relação à multiplicação.
Um tipo de Criptografia homomórfica ( SHE ): suporta um número limitado de adições e multiplicações. Adequado para aplicações específicas que requerem apenas algumas operações.
encriptação totalmente homomórfica(FHE): suporta adição e multiplicação infinitas, permitindo cálculos arbitrários em dados encriptados. Extremamente poderosa, mas intensiva em cálculos.
A principal vantagem da encriptação totalmente homomórfica (FHE) é a capacidade de realizar qualquer tipo de cálculo em dados encriptados, garantindo a privacidade e a segurança de todo o processo de cálculo.
A aplicação da encriptação totalmente homomórfica na blockchain
A encriptação totalmente homomórfica (FHE) tem o potencial de se tornar uma tecnologia chave para a escalabilidade e proteção da privacidade no blockchain. Atualmente, o blockchain é por padrão transparente, com cada transação e variável de contrato inteligente sendo públicas. A FHE pode transformar um blockchain totalmente transparente em uma forma parcialmente encriptada, enquanto ainda é controlado por contratos inteligentes.
Alguns projetos estão a desenvolver máquinas virtuais FHE, permitindo que programadores escrevam código Solidity que opera primitivas FHE. Esta abordagem pode resolver os problemas de privacidade atuais nas blockchains, tornando possíveis casos de uso como pagamentos encriptados, máquinas de jogo e casinos, enquanto preserva o gráfico de transações, sendo mais amigável em termos regulatórios em comparação com outras soluções de privacidade.
Outra aplicação chave da FHE é melhorar a usabilidade dos projetos de privacidade. Alguns projetos de privacidade enfrentam sérios problemas de usabilidade, como longos tempos de recuperação de informações de saldo e atrasos de sincronização. A FHE oferece uma solução por meio da recuperação de mensagens privadas (OMR), permitindo que o cliente da carteira sincronize sem expor o conteúdo de acesso.
No entanto, a FHE não pode resolver diretamente problemas de escalabilidade em blockchain, como a tecnologia Rollup. Combinar a FHE com provas de conhecimento zero (ZKP) pode resolver alguns desafios de escalabilidade. A FHE verificável pode garantir que os cálculos sejam executados corretamente, semelhante aos ZK Rollups, oferecendo um mecanismo de computação confiável para ambientes de blockchain.
A relação entre FHE e a prova de conhecimento zero ( ZKP )
A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, mas servem a propósitos diferentes. A ZKP permite cálculos verificáveis e propriedades de conhecimento zero, proporcionando privacidade para estados privados. No entanto, a ZKP não oferece privacidade para estados compartilhados, o que é crucial para plataformas de contratos inteligentes sem permissão. Neste caso, a FHE e a computação multipartidária (MPC) entram em ação, permitindo cálculos em dados encriptados sem expor os dados em si.
Combinar ZKP e FHE aumentará significativamente a complexidade computacional, a menos que casos de uso específicos exijam, caso contrário, não é prático.
Fase atual da FHE e perspectivas futuras
A FHE está aproximadamente três a quatro anos atrás do ZKP em termos de desenvolvimento, mas está a recuperar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE estão a iniciar a rede de testes, e espera-se que a rede principal seja lançada mais tarde este ano. Embora a FHE ainda tenha um custo computacional mais elevado do que o ZKP, o seu potencial para adoção em larga escala é iminente. Assim que a FHE entrar em produção e for escalada, espera-se que cresça rapidamente, tal como os ZK Rollups.
Desafios e gargalos
A adoção da Criptografia homomórfica enfrenta vários desafios, incluindo eficiência computacional e gestão de chaves. A operação de bootstrap na encriptação totalmente homomórfica é intensiva em cálculos, mas está a melhorar com o avanço dos algoritmos e a otimização de engenharia. Para casos de uso específicos, alternativas que não utilizam a operação de bootstrap podem ser mais eficientes.
A gestão de chaves também traz desafios. Alguns projetos necessitam de gestão de chaves de limiar, envolvendo um conjunto de validadores com capacidade de decriptação. Este método precisa de um desenvolvimento adicional para superar o problema do ponto único de falha.
Estado atual do mercado de FHE
As empresas de investimento em encriptação têm investido ativamente no campo da FHE, reconhecendo seu potencial. Alguns projetos estão focados em casos de uso do fhEVM e estão desenvolvendo aplicações como máquinas caça-níqueis, cassinos, pagamentos comerciais e jogos com parceiros.
Criptografia homomórfica de limite ( TFHE ) combina FHE com MPC e blockchain, mostrando-se especialmente promissora e abrindo novos casos de uso. A facilidade de desenvolvimento do FHE torna possível a programação com Solidity, tornando-a prática e viável no desenvolvimento de aplicações.
Ambiente regulatório
O ambiente regulatório para tecnologias de privacidade como a FHE varia de região para região. Embora a privacidade dos dados seja amplamente apoiada, a privacidade financeira continua a ser uma zona cinzenta. A FHE tem potencial para aumentar a privacidade dos dados, permitindo que os usuários mantenham a propriedade dos dados e possam lucrar com isso, ao mesmo tempo que preservam benefícios sociais como a publicidade direcionada.
Olhando para o futuro, espera-se que a melhoria gradual da teoria, software, hardware e algoritmos torne a FHE cada vez mais prática. O desenvolvimento da FHE está atualmente a passar de investigação teórica para aplicações práticas, prevendo-se progressos significativos nos próximos três a cinco anos.
Conclusão
A encriptação totalmente homomórfica(FHE) está à beira de uma revolução no campo da encriptação, oferecendo soluções avançadas de privacidade e segurança. Com o progresso contínuo e o crescente interesse do capital de risco, espera-se que a FHE atinja uma adoção em larga escala, abordando questões cruciais de escalabilidade e proteção de privacidade na blockchain. À medida que a tecnologia amadurece, espera-se que desbloqueie novas possibilidades, impulsionando a inovação em diversas aplicações no ecossistema de encriptação.