El desarrollo y la aplicación de la encriptación completamente homomórfica

La encriptación completamente homomórfica (FHE), como una tecnología de encriptación avanzada, ha pasado por un largo desarrollo desde que se propuso por primera vez en los años 70. Su idea central es realizar cálculos sobre datos encriptados sin necesidad de desencriptarlos. En 2009, el trabajo innovador de Craig Gentry allanó el camino para la aplicación práctica de la FHE.

FHE permite operar sobre el texto cifrado y generar resultados encriptados, donde el resultado después de la desencriptación coincide con el resultado de operar sobre el texto plano. Esta tecnología tiene homomorfismo, soporta operaciones de suma y multiplicación infinitas, lo que permite realizar cálculos arbitrarios sobre datos encriptados.

Sin embargo, el FHE también enfrenta algunos desafíos. La gestión del ruido es un problema clave, ya que cada operación aumenta el ruido en el texto cifrado. Además, el costo computacional del FHE es de miles a millones de veces mayor que el de los cálculos en texto plano, lo que limita su uso en ciertos escenarios de aplicación.

En el campo de la blockchain, FHE tiene el potencial de convertirse en la tecnología clave para resolver los problemas de escalabilidad y protección de la privacidad. Puede transformar una blockchain transparente en una forma parcialmente encriptada, al mismo tiempo que conserva la capacidad de control de los contratos inteligentes. Algunos proyectos están desarrollando máquinas virtuales FHE que permiten a los programadores escribir código de contratos inteligentes que operan con primitivas FHE.

FHE también puede mejorar la usabilidad de proyectos de privacidad, como resolver problemas de sincronización de billeteras a través de la recuperación de mensajes de privacidad (OMR). Aunque FHE por sí solo no puede resolver directamente los problemas de escalabilidad de blockchain, su combinación con pruebas de conocimiento cero (ZKP) podría proporcionar algunas soluciones.

FHE y ZKP son tecnologías complementarias, cada una con diferentes escenarios de aplicación. ZKP proporciona cálculos verificables y propiedades de conocimiento cero, mientras que FHE permite realizar cálculos sobre datos encriptados sin revelar los datos en sí. Combinar ambas podría aumentar significativamente la complejidad computacional, por lo que es necesario sopesar los pros y los contras según el caso de uso específico.

Actualmente, el desarrollo de FHE está aproximadamente tres a cuatro años detrás de ZKP, pero está alcanzando rápidamente. Algunos proyectos de FHE ya han comenzado a probar redes, y se espera que lancen la mainnet más adelante este año. Aunque el costo computacional de FHE sigue siendo alto, su potencial para la adopción a gran escala está comenzando a manifestarse.

Las aplicaciones de FHE enfrentan algunos desafíos, incluyendo la eficiencia computacional y la gestión de claves. Las operaciones de autoinicialización son intensivas en cálculos, pero los avances en algoritmos y la optimización de ingeniería están mejorando este problema. La gestión de claves también necesita un mayor desarrollo para superar el problema de puntos únicos de falla.

En el ámbito del mercado, varias empresas están desarrollando tecnologías y aplicaciones relacionadas con FHE. Estas empresas incluyen a Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network e Inco, entre otras. Cada una de ellas se centra en diferentes escenarios de aplicación de FHE, como el desarrollo de herramientas FHE, la construcción de redes de blockchain FHE y la prestación de servicios de computación FHE.

El entorno regulatorio también tiene un impacto importante en el desarrollo de la encriptación completamente homomórfica (FHE). Aunque la privacidad de los datos es generalmente respaldada, la privacidad financiera sigue siendo una zona gris. FHE tiene el potencial de mejorar la privacidad de los datos, al mismo tiempo que mantiene los beneficios sociales.

De cara al futuro, se espera que la tecnología FHE logre avances significativos en los próximos tres a cinco años. Con la continua mejora de la teoría, el software, el hardware y los algoritmos, se anticipa que la FHE provocará una transformación revolucionaria en el campo de la encriptación, ofreciendo nuevas soluciones para la escalabilidad y la protección de la privacidad en blockchain, impulsando la innovación de diversas aplicaciones en el ecosistema encriptado.