Розвиток та перспективи застосування повністю гомоморфного шифрування

Повністю гомоморфне шифрування (FHE) як одна з передових технологій шифрування з моменту свого першого запропонування в 70-х роках XX століття завжди привертала увагу. У 2009 році проривне дослідження Крейга Джентрі проклало шлях для практичного застосування FHE. FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без їх розшифрування, ця особливість надає йому величезний потенціал у захисті конфіденційності даних.

Основні характеристики повністю гомоморфного шифрування (FHE) включають гомоморфність, управління шумом та підтримку нескінченних операцій. У порівнянні з частковим шифруванням і певними гомоморфними шифруваннями, FHE здатне підтримувати нескінченні операції додавання та множення, що дозволяє виконувати будь-які типи обчислень над зашифрованими даними.

У сфері блокчейну FHE має потенціал стати ключовою технологією для вирішення проблем масштабованості та захисту конфіденційності. Він може перетворити прозорий блокчейн у частково зашифровану форму, зберігаючи при цьому контроль над смарт-контрактами. Деякі проекти розробляють віртуальні машини на базі FHE, що дозволяє програмістам писати код смарт-контрактів, який працює з операціями FHE. Цей підхід не лише може вирішити поточні проблеми конфіденційності в блокчейні, але й, можливо, зробить можливими такі застосування, як зашифровані платежі, онлайн-гемблінг тощо.

FHE також може покращити доступність проектів конфіденційності через пошук приватних повідомлень (OMR), вирішуючи такі проблеми, як тривале зчитування інформації про залишки та затримки синхронізації. Хоча FHE сам по собі не може безпосередньо вирішити проблеми масштабованості блокчейну, поєднання його з доказами з нульовим розголошенням (ZKP) може запропонувати рішення для цього виклику.

FHE та ZKP є взаємодоповнюючими технологіями, які служать різним цілям. ZKP забезпечує перевірювані обчислення та атрибути нульового знання, тоді як FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без розкриття самих даних. Поєднання обох технологій, хоча й збільшить обчислювальну складність, може принести значні переваги в певних сценаріях.

Наразі розвиток FHE відстає від ZKP приблизно на три-чотири роки, але швидко наздоганяє. Проекти першого покоління FHE вже почали тестування, і очікується, що основна мережа буде запущена пізніше цього року. Незважаючи на те, що FHE все ще стикається з викликами, такими як обчислювальна ефективність і управління ключами, потенціал його масового впровадження поступово виявляється.

У сфері ринку кілька компаній активно розробляють технології та застосування, пов'язані з FHE. Наприклад, Zama зосереджена на розробці рішень FHE для блокчейну та AI; Sunscreen пропонує компілятор FHE, який допомагає інженерам створювати приватні застосунки; Fhenix розробляє мережу Layer 2 Ethereum на базі FHE; Mind Network прагне застосувати FHE у сферах DePIN та AI.

У сфері регуляторного середовища ставлення до FHE як до технології конфіденційності різниться в залежності від регіону. Незважаючи на те, що захист даних загалом підтримується, фінансова конфіденційність все ще є сферою, яка потребує обережного підходу. FHE має потенціал захищати право власності на особисті дані, водночас приносячи суспільству такі переваги, як точна реклама.

Завдяки постійному розвитку теоретичних досліджень, розробки програмного забезпечення, оптимізації апаратного забезпечення та вдосконалення алгоритмів, FHE поступово переходить з теоретичної стадії в практичне застосування. Очікується, що протягом наступних трьох-п’яти років FHE досягне значного прогресу в галузі шифрування, забезпечуючи революційні зміни для масштабованості блокчейну та захисту конфіденційності, а також сприяючи розвитку різноманітних інноваційних застосувань у криптоекосистемі.