encriptação totalmente homomórfica(FHE) do desenvolvimento e aplicação
O conceito de encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) pode ser rastreado até a década de 1970, mas por muito tempo foi difícil de realizar. A ideia central do FHE é realizar cálculos sobre dados encriptados, sem a necessidade de descriptografá-los previamente. No início, apenas operações simples de adição, subtração, multiplicação e divisão podiam ser realizadas sobre dados encriptados, o que é conhecido como encriptação homomórfica parcial. Em 2009, Craig Gentry fez um grande avanço, demonstrando a possibilidade de realizar cálculos arbitrários sobre dados encriptados, o que impulsionou o desenvolvimento do FHE.
FHE é uma tecnologia de encriptação avançada que permite calcular diretamente sobre dados encriptados sem a necessidade de os decifrar. Isso significa que é possível operar sobre o texto cifrado e gerar resultados encriptados, sendo que os resultados decifrados são consistentes com os resultados obtidos ao realizar as mesmas operações no texto claro original.
As características chave da FHE incluem:
Homomorfismo: a adição ou multiplicação de criptografia é equivalente à mesma operação realizada sobre o texto claro.
Gestão de Ruído: A encriptação FHE introduz ruído para garantir a segurança, mas o ruído aumenta após cada operação. Controlar e minimizar o ruído é crucial para garantir a precisão dos cálculos.
Operações infinitas: ao contrário da encriptação parcialmente homomórfica (PHE) e de uma certa encriptação homomórfica (SHE), a encriptação totalmente homomórfica (FHE) suporta operações de adição e multiplicação infinitas, permitindo realizar qualquer tipo de cálculo sobre dados encriptados.
Os principais desafios enfrentados pela FHE são a eficiência computacional. O custo do cálculo em texto cifrado pode ser de 10.000 a 1.000.000 vezes maior do que o cálculo em texto claro. A verdadeira encriptação totalmente homomórfica só é alcançada quando é possível realizar adições e multiplicações infinitas sobre o texto cifrado.
A criptografia homomórfica pode ser dividida nas seguintes categorias, com base no nível de implementação:
Criptografia homomórfica ( PHE ): suporta uma operação ( de adição ou multiplicação ) de operações infinitas.
Um tipo de criptografia homomórfica ( SHE ): suporta um número limitado de operações de adição e multiplicação.
encriptação totalmente homomórfica(FHE): suporta operações de adição e multiplicação infinitas, podendo realizar cálculos arbitrários em dados encriptados.
A principal vantagem da FHE é a capacidade de realizar qualquer tipo de cálculo em dados encriptados, ao mesmo tempo em que garante a privacidade e a segurança de todo o processo.
No campo da blockchain, a encriptação totalmente homomórfica (FHE) promete ser a tecnologia chave para resolver problemas de escalabilidade e proteção de privacidade. Atualmente, os sistemas de blockchain são geralmente transparentes, com todas as transações e variáveis de contratos inteligentes sendo públicas. A FHE pode transformar uma blockchain totalmente transparente em uma forma parcialmente encriptada, enquanto mantém a capacidade de controle dos contratos inteligentes.
Por exemplo, uma empresa está a desenvolver uma máquina virtual FHE, que permite aos desenvolvedores escrever código de contratos inteligentes que operam com primitivas FHE. Este método pode resolver os problemas de privacidade atuais na blockchain, tornando possíveis aplicações como pagamentos encriptados, jogos de azar online, entre outros, enquanto mantém o gráfico de transações, sendo mais amigável à regulamentação em comparação com outras soluções de privacidade.
A FHE também pode melhorar a experiência do usuário em projetos de privacidade através da recuperação de mensagens privadas (OMR), permitindo que os clientes de carteira sincronizem dados sem expor o conteúdo acessado.
No entanto, a Criptografia homomórfica (FHE) não pode resolver diretamente o problema de escalabilidade da blockchain. A combinação de FHE com prova de conhecimento zero (ZKP) pode resolver alguns desafios de escalabilidade. A FHE verificável pode garantir que os cálculos sejam executados corretamente, proporcionando um mecanismo de computação confiável para o ambiente da blockchain.
A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, mas servem a propósitos diferentes. A ZKP permite cálculos verificáveis e propriedades de conhecimento zero, proporcionando proteção de privacidade para estados privados. No entanto, a ZKP não pode fornecer privacidade para estados compartilhados, o que é crucial para muitas plataformas de aplicações descentralizadas. A FHE e o cálculo multipartidário (MPC) podem compensar essa deficiência, permitindo cálculos em dados encriptados sem expor os próprios dados.
O desenvolvimento da FHE atualmente está cerca de três a quatro anos atrás do ZKP, mas está a recuperar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE começaram a ser testados, e espera-se que a rede principal seja lançada ainda este ano. Embora o custo computacional da FHE ainda seja superior ao do ZKP, o seu potencial para aplicação em larga escala já se faz notar. Uma vez que a FHE entre em ambiente de produção e se torne escalável, espera-se que evolua rapidamente, assim como os ZK Rollups.
A aplicação da encriptação totalmente homomórfica enfrenta alguns desafios, incluindo eficiência computacional e gestão de chaves. A operação de auto-inicialização na encriptação totalmente homomórfica é intensiva em cálculos, mas melhorias algorítmicas e otimizações de engenharia estão constantemente a aumentar a sua eficiência. Para algumas aplicações específicas, como o aprendizado de máquina, alternativas que não utilizam a operação de auto-inicialização podem ser mais eficientes.
A gestão de chaves é também um desafio importante. Alguns projetos de FHE necessitam de gestão de chaves de limiar, envolvendo um grupo de validadores com capacidade de descriptografia. Este método precisa de um desenvolvimento adicional para superar o problema do ponto único de falha.
O mercado de FHE está atraindo a atenção de muitos investidores. Algumas empresas de capital de risco em criptografia estão investindo ativamente no campo do FHE, reconhecendo seu potencial. Certos projetos estão desenvolvendo aplicações baseadas em FHE, como jogos de azar online, pagamentos comerciais e jogos.
A FHE de limiar ( TFHE ) combina FHE com MPC e tecnologias de blockchain, oferecendo perspectivas especialmente promissoras e abrindo novos cenários de aplicação. A facilidade de uso para desenvolvedores do FHE permite a programação em linguagens comuns de contratos inteligentes, aumentando sua utilidade no desenvolvimento de aplicações.
O ambiente regulatório da FHE varia de região para região. Embora a privacidade de dados seja geralmente apoiada, a privacidade financeira continua a ser um campo controverso. A FHE tem potencial para aumentar a proteção da privacidade dos dados, permitindo que os usuários mantenham a propriedade dos dados e possivelmente se beneficiem deles, enquanto mantém benefícios sociais como a publicidade direcionada.
Olhando para o futuro, espera-se que a pesquisa teórica, o desenvolvimento de software, a otimização de hardware e a melhoria de algoritmos tornem a encriptação totalmente homomórfica cada vez mais prática. O desenvolvimento da encriptação totalmente homomórfica está a passar da pesquisa teórica para a fase de aplicação prática, prevendo-se progressos significativos nos próximos três a cinco anos.
Em geral, a encriptação totalmente homomórfica está no centro da revolução do campo da encriptação, oferecendo novas possibilidades para soluções de privacidade e segurança. Com o contínuo avanço da tecnologia e o constante interesse do capital de risco, espera-se que a encriptação totalmente homomórfica alcance uma ampla aplicação, resolvendo questões críticas de escalabilidade e proteção da privacidade em blockchain. À medida que a tecnologia amadurece, espera-se que a encriptação totalmente homomórfica abra novas possibilidades para uma variedade de aplicações inovadoras no ecossistema de encriptação.
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encriptação totalmente homomórfica FHE: a solução futura para privacidade e escalabilidade no Blockchain
encriptação totalmente homomórfica(FHE) do desenvolvimento e aplicação
O conceito de encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) pode ser rastreado até a década de 1970, mas por muito tempo foi difícil de realizar. A ideia central do FHE é realizar cálculos sobre dados encriptados, sem a necessidade de descriptografá-los previamente. No início, apenas operações simples de adição, subtração, multiplicação e divisão podiam ser realizadas sobre dados encriptados, o que é conhecido como encriptação homomórfica parcial. Em 2009, Craig Gentry fez um grande avanço, demonstrando a possibilidade de realizar cálculos arbitrários sobre dados encriptados, o que impulsionou o desenvolvimento do FHE.
FHE é uma tecnologia de encriptação avançada que permite calcular diretamente sobre dados encriptados sem a necessidade de os decifrar. Isso significa que é possível operar sobre o texto cifrado e gerar resultados encriptados, sendo que os resultados decifrados são consistentes com os resultados obtidos ao realizar as mesmas operações no texto claro original.
As características chave da FHE incluem:
Homomorfismo: a adição ou multiplicação de criptografia é equivalente à mesma operação realizada sobre o texto claro.
Gestão de Ruído: A encriptação FHE introduz ruído para garantir a segurança, mas o ruído aumenta após cada operação. Controlar e minimizar o ruído é crucial para garantir a precisão dos cálculos.
Operações infinitas: ao contrário da encriptação parcialmente homomórfica (PHE) e de uma certa encriptação homomórfica (SHE), a encriptação totalmente homomórfica (FHE) suporta operações de adição e multiplicação infinitas, permitindo realizar qualquer tipo de cálculo sobre dados encriptados.
Os principais desafios enfrentados pela FHE são a eficiência computacional. O custo do cálculo em texto cifrado pode ser de 10.000 a 1.000.000 vezes maior do que o cálculo em texto claro. A verdadeira encriptação totalmente homomórfica só é alcançada quando é possível realizar adições e multiplicações infinitas sobre o texto cifrado.
A criptografia homomórfica pode ser dividida nas seguintes categorias, com base no nível de implementação:
A principal vantagem da FHE é a capacidade de realizar qualquer tipo de cálculo em dados encriptados, ao mesmo tempo em que garante a privacidade e a segurança de todo o processo.
No campo da blockchain, a encriptação totalmente homomórfica (FHE) promete ser a tecnologia chave para resolver problemas de escalabilidade e proteção de privacidade. Atualmente, os sistemas de blockchain são geralmente transparentes, com todas as transações e variáveis de contratos inteligentes sendo públicas. A FHE pode transformar uma blockchain totalmente transparente em uma forma parcialmente encriptada, enquanto mantém a capacidade de controle dos contratos inteligentes.
Por exemplo, uma empresa está a desenvolver uma máquina virtual FHE, que permite aos desenvolvedores escrever código de contratos inteligentes que operam com primitivas FHE. Este método pode resolver os problemas de privacidade atuais na blockchain, tornando possíveis aplicações como pagamentos encriptados, jogos de azar online, entre outros, enquanto mantém o gráfico de transações, sendo mais amigável à regulamentação em comparação com outras soluções de privacidade.
A FHE também pode melhorar a experiência do usuário em projetos de privacidade através da recuperação de mensagens privadas (OMR), permitindo que os clientes de carteira sincronizem dados sem expor o conteúdo acessado.
No entanto, a Criptografia homomórfica (FHE) não pode resolver diretamente o problema de escalabilidade da blockchain. A combinação de FHE com prova de conhecimento zero (ZKP) pode resolver alguns desafios de escalabilidade. A FHE verificável pode garantir que os cálculos sejam executados corretamente, proporcionando um mecanismo de computação confiável para o ambiente da blockchain.
A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, mas servem a propósitos diferentes. A ZKP permite cálculos verificáveis e propriedades de conhecimento zero, proporcionando proteção de privacidade para estados privados. No entanto, a ZKP não pode fornecer privacidade para estados compartilhados, o que é crucial para muitas plataformas de aplicações descentralizadas. A FHE e o cálculo multipartidário (MPC) podem compensar essa deficiência, permitindo cálculos em dados encriptados sem expor os próprios dados.
O desenvolvimento da FHE atualmente está cerca de três a quatro anos atrás do ZKP, mas está a recuperar rapidamente. Os primeiros projetos de FHE começaram a ser testados, e espera-se que a rede principal seja lançada ainda este ano. Embora o custo computacional da FHE ainda seja superior ao do ZKP, o seu potencial para aplicação em larga escala já se faz notar. Uma vez que a FHE entre em ambiente de produção e se torne escalável, espera-se que evolua rapidamente, assim como os ZK Rollups.
A aplicação da encriptação totalmente homomórfica enfrenta alguns desafios, incluindo eficiência computacional e gestão de chaves. A operação de auto-inicialização na encriptação totalmente homomórfica é intensiva em cálculos, mas melhorias algorítmicas e otimizações de engenharia estão constantemente a aumentar a sua eficiência. Para algumas aplicações específicas, como o aprendizado de máquina, alternativas que não utilizam a operação de auto-inicialização podem ser mais eficientes.
A gestão de chaves é também um desafio importante. Alguns projetos de FHE necessitam de gestão de chaves de limiar, envolvendo um grupo de validadores com capacidade de descriptografia. Este método precisa de um desenvolvimento adicional para superar o problema do ponto único de falha.
O mercado de FHE está atraindo a atenção de muitos investidores. Algumas empresas de capital de risco em criptografia estão investindo ativamente no campo do FHE, reconhecendo seu potencial. Certos projetos estão desenvolvendo aplicações baseadas em FHE, como jogos de azar online, pagamentos comerciais e jogos.
A FHE de limiar ( TFHE ) combina FHE com MPC e tecnologias de blockchain, oferecendo perspectivas especialmente promissoras e abrindo novos cenários de aplicação. A facilidade de uso para desenvolvedores do FHE permite a programação em linguagens comuns de contratos inteligentes, aumentando sua utilidade no desenvolvimento de aplicações.
O ambiente regulatório da FHE varia de região para região. Embora a privacidade de dados seja geralmente apoiada, a privacidade financeira continua a ser um campo controverso. A FHE tem potencial para aumentar a proteção da privacidade dos dados, permitindo que os usuários mantenham a propriedade dos dados e possivelmente se beneficiem deles, enquanto mantém benefícios sociais como a publicidade direcionada.
Olhando para o futuro, espera-se que a pesquisa teórica, o desenvolvimento de software, a otimização de hardware e a melhoria de algoritmos tornem a encriptação totalmente homomórfica cada vez mais prática. O desenvolvimento da encriptação totalmente homomórfica está a passar da pesquisa teórica para a fase de aplicação prática, prevendo-se progressos significativos nos próximos três a cinco anos.
Em geral, a encriptação totalmente homomórfica está no centro da revolução do campo da encriptação, oferecendo novas possibilidades para soluções de privacidade e segurança. Com o contínuo avanço da tecnologia e o constante interesse do capital de risco, espera-se que a encriptação totalmente homomórfica alcance uma ampla aplicação, resolvendo questões críticas de escalabilidade e proteção da privacidade em blockchain. À medida que a tecnologia amadurece, espera-se que a encriptação totalmente homomórfica abra novas possibilidades para uma variedade de aplicações inovadoras no ecossistema de encriptação.