Tamamen homomorfik şifreleme teknolojisinin gelişimi ve uygulamaları

tamamen homomorfik şifreleme(FHE), şifrelenmiş veriler üzerinde şifreleme çözülmeden hesaplama yapmaya izin veren, gelişmiş bir şifreleme yöntemidir. Bu kavram, 1970'lerin başlarında ortaya atılmıştır, ancak uzun süre uygulanması zor olmuştur. 2009'da, Craig Gentry'nin çığır açan çalışması, şifrelenmiş veriler üzerinde rastgele hesaplamalar yapmanın mümkün olduğunu göstermiş ve FHE'nin gelişimini hızlandırmıştır.

FHE'nin temel özellikleri arasında homomorfik olma, gürültü yönetimi ve sonsuz işlemleri destekleme bulunur. Homomorfik olma, şifreli veriler üzerinde yapılan toplama veya çarpma işlemlerinin, düz metin üzerinde aynı işlemleri yapmakla eşdeğer olduğu anlamına gelir. Gürültü yönetimi, hesaplama doğruluğunu korumak için kritik öneme sahiptir. Kısmi homomorfik şifreleme ve belirli homomorfik şifreleme ile karşılaştırıldığında, FHE sonsuz sayıda toplama ve çarpma işlemini destekler.

Blockchain alanında, FHE ölçeklenebilirlik ve gizlilik koruma sorunlarını çözmek için anahtar teknoloji olarak görülmektedir. Tamamen şeffaf bir blockchain'i kısmi şifreli bir forma dönüştürme yeteneğine sahiptir, aynı zamanda akıllı sözleşmelerin kontrolünü korur. FHE ayrıca gizlilik projelerinin kullanılabilirliğini artırabilir, örneğin gizli mesajların alınması ile (OMR) cüzdan senkronizasyonu sorununu çözebilir.

FHE ve sıfır bilgi kanıtı ( ZKP ) birbirini tamamlayan teknolojilerdir. ZKP, doğrulanabilir hesaplamalar ve sıfır bilgi özellikleri sunarken, FHE ise verilerin kendisini açığa çıkarmadan şifrelenmiş veriler üzerinde hesaplama yapılmasına olanak tanır. İkisini bir araya getirmek, önemli bir hesaplama karmaşıklığı artışına yol açabilir.

Şu anda, FHE'nin gelişimi ZKP'ye göre yaklaşık üç ila dört yıl geride, ancak hızlı bir şekilde yetişiyor. İlk nesil FHE projeleri test edilmeye başlandı, ana ağın bu yıl ilerleyen zamanlarda faaliyete geçmesi bekleniyor. FHE hala ZKP'ye kıyasla daha yüksek hesaplama maliyetine sahip olmasına rağmen, büyük ölçekli benimseme potansiyeli çok büyük.

FHE uygulaması bazı zorluklarla karşı karşıya, bunlar arasında hesaplama verimliliği ve anahtar yönetimi bulunmaktadır. Özyükleme işleminin hesaplama yoğunluğu, algoritma iyileştirmeleri ve mühendislik optimizasyonları ile hafifletilmektedir. Anahtar yönetimi, özellikle eşik anahtar yönetiminin gerekli olduğu projelerde, tek noktada arıza sorununu aşmak için daha fazla gelişmeye ihtiyaç duymaktadır.

Birçok şirket ve proje FHE alanında rekabet ediyor. Dikkate değer bazıları şunlardır:

1. Arcium: Eski adı Elusiv olan, Solana üzerindeki DePIN ağıdır ve paralel gizli hesaplama sunmaktadır.

2. Cysic: Sıfır bilgi kanıtlarının gerçek zamanlı olarak üretilmesi ve doğrulanması için donanım hızlandırmasına odaklanıyor.

3. Zama: Blockchain ve AI için FHE çözümleri geliştirmek, TFHE-re kütüphanesi, Concrete derleyici gibi araçlar sağlamak.

4. Güneş Kremi: Mühendislerin FHE kullanarak özel uygulamalar oluşturmasına ve dağıtmasına yardımcı olur, FHE derleyicisini açık kaynak olarak sundu.

5. Octra: HFHE( tamamen homomorfik şifreleme ) kavramını ortaya koyan FHE blok zincir ağı.

6. Fhenix: FHE Rollups tarafından desteklenen Ethereum Layer 2, zincir üzerinde gizli akıllı sözleşmeleri gerçekleştirir.

7. Zihin Ağı: DePIN ve AI için FHE yeniden teminat katmanı, uçtan uca şifreli interneti gerçekleştirmeyi amaçlamaktadır.

8. Inco Network: Modüler gizli hesaplama Layer 1 blok zinciri ve Web3 genel gizlilik katmanı.

FHE'nin yasal ortamı farklı bölgelerde farklılık göstermektedir. Veri gizliliği genel olarak desteklenmesine rağmen, finansal gizlilik hala gri bir alan olarak kalmaktadır. FHE, veri gizliliğini artırma potansiyeline sahipken, toplumsal faydaları da koruyabilir.

Gelecek birkaç yıl içinde, teorinin, yazılımın, donanımın ve algoritmaların sürekli gelişimiyle, tamamen homomorfik şifrelemenin (FHE) daha pratik hale gelmesi bekleniyor. Teorik araştırmadan pratik uygulama aşamasına geçiş yapıyor ve 3-5 yıl içinde önemli ilerlemeler kaydedilmesi öngörülüyor. FHE, şifreleme ekosistemindeki çeşitli yenilikçi uygulamaların gelişimini teşvik etmesi ve blok zinciri ölçeklenebilirliği ile gizlilik koruma konularındaki kritik sorunları çözmesi bekleniyor.