FHE, ZK et MPC : analyse comparative de trois technologies de chiffrement principales

À l'ère numérique actuelle, la sécurité des données et la protection de la vie privée des individus font face à des défis sans précédent. La technologie de chiffrement joue un rôle crucial dans la protection des informations sensibles de notre vie quotidienne. Cet article analysera et comparera en profondeur trois technologies de chiffrement principales : le chiffrement homomorphe complet (FHE), la preuve à connaissance nulle (ZK) et le calcul sécurisé multipartite (MPC).

Preuve à connaissance nulle ( ZK ) : prouver sans divulguer

La technologie de preuve à divulgation nulle vise à résoudre le problème de la vérification de l'authenticité des informations sans révéler de contenu spécifique. Elle repose sur le chiffrement, permettant à une partie ( le prouveur ) de prouver à une autre partie ( le vérificateur ) l'authenticité d'une déclaration, sans divulguer d'informations supplémentaires en dehors de l'authenticité de cette déclaration.

Par exemple, Alice peut prouver à Bob qu'elle a un bon score de crédit sans avoir à montrer des relevés de compte spécifiques. Dans les applications blockchain, la technologie ZK peut être utilisée pour réaliser des transactions anonymes. Prenons un exemple de monnaie anonyme, les utilisateurs peuvent prouver qu'ils ont le droit d'effectuer des transactions tout en maintenant leur identité anonyme, évitant ainsi le problème de la double dépense.

Calcul sécurisé multiparty (MPC) : calcul collaboratif sécurisé

La technologie de calcul sécurisé multi-parties est principalement utilisée pour résoudre comment plusieurs parties participantes peuvent accomplir une tâche de calcul ensemble sans divulguer leurs informations sensibles respectives. MPC permet à plusieurs participants de collaborer pour réaliser des calculs, mais chaque participant ne peut pas connaître les données d'entrée des autres.

Un scénario d'application typique consiste à calculer le salaire moyen de plusieurs personnes sans divulguer le montant exact de chaque salaire. Dans le domaine des chiffrement, la technologie MPC est utilisée pour développer des solutions de portefeuille plus sécurisées. Par exemple, certains portefeuilles MPC lancés par des plateformes de trading divisent la clé privée en plusieurs parts, qui sont conservées par l'utilisateur, le cloud et l'échange, augmentant ainsi la sécurité des actifs et la capacité de récupération.

Chiffrement homomorphe ( FHE ) : calcul de chiffrement externalisé

La technologie de chiffrement homomorphe complet résout le problème de la manière de chiffrer des données sensibles, afin qu'elles puissent être traitées par des tiers non fiables tout en garantissant que les résultats peuvent être correctement déchiffrés. Le FHE permet d'effectuer n'importe quelle opération de calcul sur des données chiffrées sans avoir besoin de déchiffrer les données d'origine.

Lors du traitement d'informations sensibles dans un environnement de cloud computing, le chiffrement homomorphe (FHE) est particulièrement important. Il garantit que les données restent chiffrées tout au long du processus de traitement, protégeant ainsi la sécurité des données et respectant les exigences de la réglementation sur la vie privée. Dans le domaine de la blockchain, le FHE peut être utilisé pour améliorer le mécanisme de consensus PoS et les systèmes de vote, empêchant ainsi le plagiat et les comportements de suivi des nœuds, ce qui augmente le degré de décentralisation du système.

Comparaison de trois technologies

Bien que ces trois technologies visent à protéger la confidentialité et la sécurité des données, elles présentent des différences significatives en termes de cas d'application et de complexité technique :

• ZK met l'accent sur "comment prouver", applicable aux scénarios nécessitant la vérification des droits ou de l'identité.
• MPC se concentre sur "comment calculer", adapté aux situations où plusieurs parties doivent collaborer tout en protégeant la confidentialité de leurs données.
• FHE se concentre sur "comment chiffrer", rendant possible le calcul complexe tout en maintenant l'état de chiffrement des données.

En termes de complexité technique, les ZK nécessitent des compétences mathématiques et en programmation approfondies ; le MPC fait face à des défis de synchronisation et d'efficacité de communication ; tandis que le FHE présente de grandes obstacles en matière d'efficacité de calcul.

Avec le développement constant de la technologie, ces techniques de chiffrement joueront un rôle de plus en plus important dans la protection de notre vie numérique, fournissant un soutien solide à la sécurité des données et à la protection de la vie privée.