Technologie FHE : la clé de l'avenir des données de chiffrement privées

Le chiffrement homomorphe ( FHE ) est une technologie de chiffrement avancée qui permet de calculer directement sur des données en état chiffré. Cela signifie qu'il est possible de traiter des données sensibles tout en protégeant la vie privée. Le FHE a des applications potentielles dans plusieurs domaines tels que la finance, la santé et le cloud computing, mais sa commercialisation nécessite encore du temps, principalement en raison de ses énormes coûts de calcul et de mémoire.

Les principes de base de l'FHE

Le cœur de FHE est de cacher les données d'origine à l'aide de polynômes et de transformer les calculs en forme de circuit. Cela implique principalement les concepts clés suivants:

• Chiffrement par polynômes : utiliser des polynômes aléatoires et des polynômes de clés pour chiffrer les données
• Bruit : introduire de petites erreurs aléatoires pour augmenter la sécurité
• Représentation des circuits : transformer le processus de calcul en un circuit composé de portes d'addition et de multiplication
• Gestion du bruit : contrôle de la croissance du bruit par des techniques telles que le changement de clé et le changement de moduli.
• Auto-bootstrapping ( Bootstrap ) : réinitialiser le bruit pour soutenir des calculs d'une profondeur illimitée

Les solutions FHE actuellement dominantes reposent sur la technique de l'auto-boot, y compris BGV, BFV, CKKS, etc.

Les défis auxquels est confronté le FHE

Le principal problème de l'FHE est le coût de calcul énorme. Par rapport au calcul normal, l'efficacité de l'FHE est environ 500 millions de fois plus faible. Pour améliorer les performances, la DARPA a lancé le programme DPRIVE, dont l'objectif est d'augmenter la vitesse de calcul de l'FHE à 1/10 du calcul normal. Cela se concentre principalement sur les aspects suivants:

• Augmenter la longueur des mots du processeur
• Développer des processeurs ASIC spécialisés
• Construire une architecture parallèle MIMD

Bien que les progrès soient lents, le chiffrement homomorphe (FHE) a toujours une valeur unique dans la protection des données sensibles, notamment dans les domaines militaire et médical.

FHE dans l'application de la blockchain

Dans le domaine de la blockchain, le chiffrement FHE est principalement utilisé pour protéger les données privées, telles que :

• Transactions privées sur la chaîne
• Confidentialité des données d'entraînement de l'IA
• Vote privé sur la chaîne
• Protection contre le MEV

Cependant, le coût de calcul élevé de FHE pose également des défis pour les applications blockchain, nécessitant un compromis entre la confidentialité et l'efficacité.

Principaux projets FHE

Le projet FHE est actuellement principalement basé sur la technologie construite par Zama, y compris :

• Fhenix: Layer 2 axé sur la confidentialité
• Privasea: calcul des données LLM
• Inco Network: Layer 1 basé sur fhEVM
• Mind Network: Plan de Restaking

Zama propose une chaîne d'outils de développement relativement complète basée sur TFHE. Octra, quant à elle, adopte une nouvelle voie technologique basée sur les hypergraphes.

Perspectives d'avenir

FHE est encore à un stade précoce, faisant face à de nombreux défis techniques et de commercialisation. Cependant, avec davantage de financements et de talents, ainsi que le développement de puces spécialisées, FHE devrait jouer un rôle important dans des domaines clés tels que la défense, la finance et la santé. Bien que le chemin soit long, FHE, en tant que technologie clé pour la protection de la vie privée de demain, mérite toujours notre attention et notre exploration continues.