Повністю гомоморфне шифрування: новий рубіж приватності та масштабованості Блокчейн

Повністю гомоморфне шифрування (FHE) є проривною технологією шифрування, яка дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без необхідності попереднього розшифрування. Ця концепція вперше була запропонована в 70-х роках XX століття, але лише у 2009 році дослідження Крейга Джентрі зробило значний прорив, реалізувавши можливість виконання довільних обчислень над зашифрованими даними.

Основні характеристики FHE включають гомоморфність, управління шумом та безмежну обчислювальну здатність. Він підтримує виконання додавання та множення над шифрованими даними, результати якого еквівалентні виконанню тих же операцій над відкритими даними. Однак FHE стикається з викликами в управлінні шумом та обчислювальною ефективністю, обчислення над шифрованими даними можуть бути в тисячі або мільйони разів дорожчими, ніж обчислення над відкритими даними.

У сфері Блокчейн FHE має перспективу стати ключовою технологією для вирішення проблем конфіденційності та масштабованості. Він може перетворити прозорий Блокчейн у частково зашифровану форму, зберігаючи при цьому контрольні можливості смарт-контрактів. Деякі проекти розробляють віртуальну машину FHE, що дозволяє програмістам писати код для роботи з операціями FHE за допомогою Solidity, що може забезпечити рішення для захисту конфіденційності в таких застосунках, як зашифровані платежі, ігри тощо.

FHE також може покращити досвід користувачів існуючих проектів конфіденційності через пошук приватних повідомлень (OMR), дозволяючи клієнтам гаманця синхронізувати дані без розкриття вмісту доступу. Хоча FHE сама по собі не вирішує проблеми масштабованості блокчейну, поєднання з нульовими знаннями (ZKP) може надати рішення для певних викликів масштабованості.

FHE та ZKP є комплементарними технологіями, які вирішують різні потреби в конфіденційності. ZKP забезпечує перевіряємий обчислення та атрибути нульового знання, тоді як FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без розкриття самих даних. Поєднання обох може суттєво збільшити обчислювальну складність, тому необхідно зважити переваги та недоліки відповідно до конкретного випадку використання.

На даний момент розвиток FHE відстає від ZKP приблизно на три-чотири роки, але швидко наздоганяє. Перші проекти FHE вже почали тестування, основна мережа очікується до запуску пізніше цього року. Незважаючи на те, що FHE все ще стикається з викликами, такими як обчислювальна ефективність і управління ключами, його потенціал для масового впровадження поступово виявляється.

На ринку кілька проектів просувають розвиток та застосування FHE. Arcium розробляє мережу DePIN на Solana для паралельних конфіденційних обчислень. Cysic зосереджується на апаратному прискоренні для реального часу генерації та перевірки нульових знань. Zama пропонує рішення з відкритим кодом FHE для блокчейну та AI додатків. Sunscreen розробив компілятор FHE, який допомагає інженерам створювати конфіденційні додатки. Octra представила новий тип FHE під назвою HFHE, що працює на надграфах. Fhenix розробляє рішення Layer 2 для Ethereum на основі FHE. Mind Network прагне реалізувати "інтернет з кінцевим шифруванням". Inco Network створює модульну Layer 1 блокчейн конфіденційних обчислень і загальний рівень конфіденційності Web3.

Завдяки постійному прогресу технології FHE, очікується, що в найближчі три-п’ять років вона досягне значного прогресу. Це може стимулювати інновації в різноманітних додатках в екосистемі шифрування, забезпечуючи більш потужні рішення для захисту конфіденційності та масштабованості для Блокчейн. Незважаючи на складні регуляторні умови в різних регіонах, FHE має потенціал забезпечити нові можливості для захисту конфіденційності користувачів, одночасно відкриваючи нові можливості для власності та використання даних.