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完全準同型暗号化 FHE: データのプライバシーを保護する次世代の暗号化技術
完全準同型暗号化 FHE: 導入と応用シナリオ
暗号化は通常、静的暗号化と伝送中暗号化の2種類に分けられます。静的暗号化は、データを暗号化して保存し、権限のある人だけが復号化された内容を閲覧できるようにします。伝送中暗号化は、インターネットを介して送信されるデータが指定された人のみが解読できることを保証します。この2つの暗号化はどちらも暗号化アルゴリズムに依存し、データの完全性を保証するため、「認証暗号化」と呼ばれます。
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複雑な処理が必要な暗号文を使用した多者協力のシナリオにおいて、完全同型暗号化(FHE)はプライバシー保護技術の一つです。オンライン投票を例にとると、FHEは暗号文を復号せずに暗号化された投票用紙を直接集計することを可能にし、プライバシーを保護します。
FHEは、暗号化されたデータに対して復号化することなく関数計算を可能にする特別な暗号化スキームです。計算プロセスは公開されており、クラウド上で実行可能ですが、プライバシーは漏洩しません。入力と出力はすべて暗号化された密文であり、鍵で復号化する必要があります。
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FHE外包モードは、TEEなどの安全な実行環境の代替手段と見なされています。FHEの安全性は暗号化アルゴリズムに基づき、ハードウェアに依存しないため、サイドチャネル攻撃やクラウドサーバーが攻撃される影響を受けません。
FHEは通常、いくつかの鍵のセットを使用します:
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FHEにはいくつかの一般的なアプリケーションモードがあります:
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FHEは冗長性やデジタル署名などを導入することで計算結果の有効性を確保できます。復号鍵の配分は秘密分散などの方法を使用して安全性を向上させることができます。
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総じて言えば、FHEは強力なプライバシー保護技術であり、データのプライバシーを保護しながら複雑な計算タスクを実現できるものであり、クラウドコンピューティングや連邦学習などの分野で重要な役割を果たすことが期待されています。
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