Pengantar dan Skenario Aplikasi Enkripsi Homomorphic Penuh

Enkripsi Homomorphic ( FHE ) adalah skema enkripsi khusus yang memungkinkan perhitungan fungsi pada ciphertext tanpa dekripsi, menghasilkan hasil enkripsi dari output fungsi tersebut, sehingga melindungi privasi data. Berbeda dengan enkripsi statis tradisional dan enkripsi dalam pengiriman, FHE dapat melakukan operasi perhitungan yang kompleks pada ciphertext.

Salah satu skenario aplikasi tipikal dari FHE adalah sistem pemungutan suara online. Pemilih dapat mengenkripsi hasil suara mereka dan mengirimkannya, entitas perantara mengumpulkan semua suara yang telah dienkripsi, menghitung jumlah suara dan mengumumkan hasil akhir, tanpa perlu mendekripsi setiap isi suara individu. Ini menghindari masalah di mana perantara dalam skema enkripsi tradisional harus mendekripsi semua data untuk menghitung, sehingga lebih baik melindungi privasi.

Sistem FHE biasanya mencakup beberapa jenis kunci berikut:

1. Kunci dekripsi: Kunci utama sistem, digunakan untuk mendekripsi ciphertext FHE, biasanya hanya disimpan secara lokal oleh pemegang kunci.

2. kunci enkripsi: digunakan untuk mengubah plaintext menjadi ciphertext, dapat dipublikasikan dalam mode kunci publik.

3. Menghitung kunci: digunakan untuk melakukan operasi homomorfik pada ciphertext, dapat dipublikasikan tetapi tidak dapat digunakan untuk memecahkan ciphertext.

FHE memiliki beberapa pola aplikasi umum:

1. Model outsourcing: Mengirimkan data sensitif yang telah dienkripsi kepada penyedia layanan cloud untuk diproses, cocok untuk skenario seperti PIR.

2. Mode perhitungan kedua belah pihak: kedua belah pihak masing-masing menyediakan data pribadi untuk perhitungan bersama, seperti "masalah jutawan".

3. Mode agregasi: Menggabungkan data terenkripsi dari beberapa peserta, digunakan untuk pembelajaran federasi, sistem pemungutan suara, dll.

4. Mode Klien-Server: Server menyediakan layanan komputasi model AI pribadi untuk beberapa klien.

Keunggulan FHE terletak pada keamanan yang didasarkan pada algoritma kriptografi dan bukan pada perangkat keras, yang dapat mencegah serangan saluran samping. Namun, saat ini biaya komputasi cukup besar, memerlukan dukungan perangkat keras khusus untuk dapat diterapkan secara luas. Di masa depan, seiring dengan kemajuan teknologi, FHE diharapkan dapat memainkan peran yang lebih besar dalam bidang komputasi privasi.