FHE tecnologia: o futuro da computação privada

FHE( a criptografia totalmente homomórfica ) é uma tecnologia de criptografia avançada que permite realizar cálculos diretamente sobre dados criptografados, protegendo a privacidade enquanto processa dados. Esta tecnologia tem amplas perspectivas de aplicação em vários campos, como finanças, saúde e computação em nuvem. No entanto, a comercialização do FHE ainda enfrenta desafios, principalmente devido ao seu grande custo computacional e de memória, além de uma escalabilidade limitada.

Princípios básicos do FHE

O núcleo do FHE é ocultar a informação original através de polinómios. O processo específico inclui:

1. Escolha um polinómio de chave
2. Gerar polinómios aleatórios
3. Adicionar um pequeno polinómio de "erro"
4. Usar o polinómio acima para encriptar os dados originais

Este método pode ocultar efetivamente o texto original, sendo necessário conhecer a chave para o descriptografar. No entanto, o processo de cálculo introduz ruído, resultando em falhas na descriptografia após várias computações. Para resolver esse problema, a FHE adotou as seguintes técnicas:

• Mudança de chave: Compressão do tamanho do texto cifrado
• Mudança de módulo: controlar o crescimento do ruído
• Auto-inicialização: redefinir o ruído para o nível inicial

A combinação dessas tecnologias permite que o FHE suporte cálculos arbitrários de profundidade infinita.

Desafios enfrentados pelo FHE

O maior desafio do FHE está no seu enorme custo computacional. Comparado ao cálculo comum, o cálculo na versão FHE pode ser até centenas de milhões de vezes mais lento. Para resolver esse problema, a DARPA dos EUA lançou um programa específico chamado Dprive, com a esperança de otimizar o FHE da seguinte forma:

• Aumentar o comprimento da palavra do processador
• Desenvolver processadores ASIC dedicados
• Construir a arquitetura paralela MIMD

Mas ainda há uma lacuna para alcançar o objetivo de 1/10 da eficiência da computação comum.

Aplicação do FHE no campo da blockchain

Na blockchain, a FHE é principalmente utilizada para proteger a privacidade dos dados, com áreas de aplicação incluindo:

• Proteção de privacidade na cadeia
• Privacidade dos dados de treino de IA
• Voto em cadeia com privacidade
• Revisão de transações privadas em blockchain

FHE também é considerado uma das soluções potenciais para o problema MEV. No entanto, devido ao seu enorme custo computacional, a sua aplicação no campo da blockchain ainda enfrenta desafios.

Principais projetos de FHE

A tecnologia FHE ainda está em estágio inicial, e os principais projetos atualmente incluem:

• Zama: fornece uma cadeia de ferramentas de desenvolvimento baseada em TFHE
• Fhenix: Construir uma rede Layer 2 com foco na privacidade
• Privasea: Aplicar FHE para cálculo de dados LLM
• Inco Network: Construir uma rede FHE Layer 1
• Arcium: integração de tecnologias como FHE, MPC e ZK
• Mind Network: Combinação de Restaking e sub-rede FHE

A solução técnica da Zama foi reconhecida em vários projetos.

Perspectivas futuras do FHE

Apesar de o FHE enfrentar atualmente vários desafios técnicos, seu potencial em termos de proteção da privacidade continua a ser enorme. Com mais capital e talentos investidos, espera-se que o FHE faça avanços significativos no futuro. Especialmente após o surgimento de chips dedicados ao FHE, essa tecnologia pode trazer mudanças profundas em áreas como defesa, finanças e saúde.

De um modo geral, apesar de o FHE ser uma tecnologia de ponta cuja perspectiva de comercialização ainda não é clara, a longo prazo continua a ter uma importância significativa. No futuro, com o avanço da tecnologia e a expansão dos cenários de aplicação, espera-se que o FHE se torne uma solução importante na área da computação de privacidade.