FHE tecnologia: uma nova esperança para a proteção da privacidade dos dados

A criptografia totalmente homomórfica ( FHE ) é uma tecnologia de criptografia avançada que permite realizar cálculos diretamente em dados criptografados, permitindo o processamento de dados enquanto protege a privacidade. A FHE tem aplicações potenciais em vários setores, como finanças, saúde e computação em nuvem, mas atualmente ainda está longe da comercialização em larga escala, sendo o principal desafio o enorme custo computacional.

Princípios básicos do FHE

A ideia central do FHE é usar polinômios para ocultar os dados originais e realizar o processamento dos dados criptografados por meio de cálculos sobre os polinômios. Os passos específicos incluem:

1. Escolha um polinómio de chave
2. Gerar polinómio aleatório
3. Introduzir pequenos polinómios de "erro"
4. Usar o polinómio acima para encriptar os dados originais

Para resolver o problema da acumulação de ruído durante o processo de cálculo, o FHE utiliza técnicas como troca de chave, troca de módulo e guias. Entre elas, a técnica de guias pode redefinir o ruído, permitindo cálculos de profundidade infinita, sendo o núcleo do FHE.

As soluções FHE mais populares atualmente incluem BGV, BFV, CKKS, entre outras, todas utilizando a técnica de orientação.

Desafios enfrentados pelo FHE

O maior desafio do FHE é o seu enorme custo computacional, sendo milhões de vezes mais lento que a computação normal. Para isso, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA) lançou o programa DPRIVE, com o objetivo de aumentar a velocidade de cálculo do FHE para 1/10 da computação normal.

A DPRIVE foca nos seguintes aspectos:

• Aumentar o comprimento da palavra do processador
• Desenvolver processadores ASIC dedicados
• Construir uma arquitetura de paralelismo MIMD

Embora o progresso seja lento, o valor único do FHE na proteção de dados sensíveis ainda lhe confere um significado a longo prazo.

Aplicações de FHE na blockchain

FHE pode ser aplicado à proteção de privacidade na blockchain, incluindo:

• Privacidade na cadeia
• Privacidade dos dados de treino de IA
• Votação privada em blockchain
• Revisão de privacidade de transações em cadeia
• Combate ao MEV

Mas o FHE também traz novos desafios, como a redução da largura de banda da rede e o aumento da barreira de entrada para os nós de execução.

Principais projetos de FHE

Os principais projetos de FHE atualmente incluem:

• Zama: baseado na solução TFHE, construiu uma pilha de desenvolvimento completa
• Fhenix: Construído sobre Zama, Layer 2 de privacidade
• Privasea: Usando FHE para cálculos de dados LLM
• Inco Network: Construir FHE Layer 1
• Arcium: Integração das tecnologias FHE, MPC e ZK
• Mind Network: Rede de Restaking baseada em FHE
• Octra: utiliza tecnologia de hipergráfos para implementar FHE

Perspectiva

FHE ainda está em uma fase inicial, enfrentando vários desafios técnicos e de comercialização. Mas com a entrada de mais fundos e equipes, bem como o desenvolvimento de chips dedicados, espera-se que o FHE traga transformações em áreas como defesa, finanças e saúde, liberando o potencial dos dados de privacidade.