Développement et application du chiffrement homomorphe complet

Le chiffrement homomorphe complet (FHE), en tant que technologie de chiffrement avancée, a traversé un long parcours de développement depuis sa première proposition dans les années 1970. Son idée principale est de permettre le calcul sur des données chiffrées sans les déchiffrer. En 2009, le travail révolutionnaire de Craig Gentry a ouvert la voie à l'application pratique du FHE.

Le FHE permet d'opérer sur des données chiffrées et de générer des résultats chiffrés, les résultats après déchiffrement étant identiques à ceux des opérations effectuées sur le texte en clair. Cette technologie possède une homomorphie, supportant un nombre infini d'opérations d'addition et de multiplication, ce qui lui permet d'effectuer des calculs arbitraires sur des données chiffrées.

Cependant, le chiffrement homomorphe complet (FHE) est également confronté à certains défis. La gestion du bruit est un problème clé, car chaque opération augmente le bruit dans le texte chiffré. De plus, le coût de calcul du FHE est de plusieurs milliers à plusieurs millions de fois supérieur à celui du calcul en texte clair, ce qui limite son utilisation dans certains scénarios d'application.

Dans le domaine de la blockchain, le chiffrement homomorphe complet (FHE) est promis à devenir une technologie clé pour résoudre les problèmes d'évolutivité et de protection de la vie privée. Il peut transformer une blockchain transparente en une forme partiellement chiffrée tout en conservant la capacité de contrôle des contrats intelligents. Certains projets développent des machines virtuelles FHE, permettant aux programmeurs d'écrire du code de contrat intelligent pour opérer des primitives FHE.

Le FHE peut également améliorer l'utilisabilité des projets de confidentialité, comme la résolution des problèmes de synchronisation des portefeuilles via la récupération de messages privés (OMR). Bien que le FHE lui-même ne puisse pas résoudre directement les problèmes d'évolutivité de la blockchain, sa combinaison avec des preuves à divulgation nulle de connaissance (ZKP) pourrait offrir certaines solutions.

Le FHE et le ZKP sont des technologies complémentaires, chacune ayant différents cas d'utilisation. Le ZKP offre des calculs vérifiables et des propriétés de connaissance nulle, tandis que le FHE permet d'effectuer des calculs sur des données chiffrées sans exposer les données elles-mêmes. Combiner les deux peut augmenter considérablement la complexité des calculs, il est donc nécessaire de peser les avantages et les inconvénients en fonction des cas d'utilisation spécifiques.

Actuellement, le développement du chiffrrement homomorphique est en retard d'environ trois à quatre ans par rapport aux ZKP, mais il rattrape rapidement son retard. Certains projets de chiffrrement homomorphique ont déjà commencé à tester des réseaux, et le lancement de la mainnet est prévu plus tard cette année. Bien que les coûts de calcul du chiffrrement homomorphique restent élevés, son potentiel d'adoption à grande échelle commence à se faire sentir.

Les applications du FHE font face à certains défis, notamment l'efficacité du calcul et la gestion des clés. Les opérations de bootstrap sont intensives en calcul, mais les avancées algorithmiques et les optimisations techniques améliorent ce problème. La gestion des clés nécessite également des développements supplémentaires pour surmonter le problème de point de défaillance unique.

Sur le marché, plusieurs entreprises développent des technologies et des applications liées au chiffrement homomorphique complet (FHE). Ces entreprises incluent Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network et Inco, entre autres. Elles se concentrent respectivement sur différents scénarios d'application du FHE, tels que le développement d'outils FHE, la construction de réseaux blockchain FHE et la fourniture de services de calcul FHE.

L'environnement réglementaire a également un impact important sur le développement de FHE. Bien que la protection de la vie privée des données soit généralement soutenue, la confidentialité financière reste une zone grise. FHE a le potentiel d'améliorer la protection de la vie privée des données tout en maintenant les avantages sociaux.

Envisageant l'avenir, la technologie FHE devrait connaître des progrès significatifs au cours des trois à cinq prochaines années. Avec l'amélioration continue des théories, des logiciels, du matériel et des algorithmes, le FHE est promis à provoquer une révolution dans le domaine du chiffrement, offrant de nouvelles solutions pour la scalabilité et la protection de la vie privée dans la blockchain, et stimulant l'innovation des diverses applications dans l'écosystème du chiffrement.