FHE, ZK и MPC: Сравнительный анализ трех основных технологий шифрования

В современную цифровую эпоху безопасность данных и защита личной конфиденциальности сталкиваются с беспрецедентными вызовами. Шифрование играет жизненно важную роль в защите нашей чувствительной информации в повседневной жизни. В этой статье будет проведен глубокий анализ и сравнение трех основных технологий шифрования: полностью однородное шифрование (FHE), доказательство нулевого знания (ZK) и безопасные вычисления с участием нескольких сторон (MPC).

Нулевая информация (ZK): доказательство без раскрытия

Технология доказательства с нулевым разглашением направлена на решение проблемы проверки подлинности информации без раскрытия конкретного содержания. Она основана на шифровании и позволяет одной стороне ( доказателю ) удостоверить другой стороне ( проверяющему ) подлинность определенного утверждения, не раскрывая никакой дополнительной информации, кроме подлинности этого утверждения.

Например, Алиса может доказать Бобу, что у нее хороший кредитный рейтинг, не показывая конкретные выписки по счету. В блокчейн-приложениях технологии ZK могут быть использованы для реализации анонимных транзакций. На примере какой-либо анонимной монеты пользователи могут, оставаясь анонимными, доказать свое право на проведение транзакций, избегая проблемы двойного расходования.

Многосторонние безопасные вычисления ( MPC ): безопасные совместные вычисления

Технология многопартитных вычислений (MPC) в основном используется для решения задачи о том, как несколько участников могут совместно выполнять вычислительные задачи, не раскрывая свои чувствительные данные. MPC позволяет нескольким участникам сотрудничать для выполнения вычислений, но каждый участник не может узнать входные данные других.

Типичный сценарий применения заключается в вычислении средней зарплаты нескольких человек, не раскрывая конкретные зарплаты каждого. В области шифрования валют технология MPC используется для разработки более безопасных решений для кошельков. Например, некоторые торговые платформы представили кошельки MPC, которые разделяют приватный ключ на несколько частей, которые хранятся пользователем, в облаке и бирже, что повышает безопасность и восстанавливаемость активов.

Полная гомоморфная шифрование(FHE): шифрование внешних вычислений

Технология полностью однородного шифрования решает проблему шифрования конфиденциальных данных, позволяя их обработку не доверенными третьими сторонами, при этом гарантируя, что результаты могут быть правильно расшифрованы. FHE позволяет выполнять любые вычислительные операции на зашифрованных данных, не decrypting исходные данные.

При обработке чувствительной информации в облачной вычислительной среде FHE особенно важен. Он обеспечивает сохранение данных в зашифрованном состоянии на протяжении всего процесса обработки, тем самым защищая безопасность данных и соответствуя требованиям законодательства о конфиденциальности. В области блокчейна FHE может быть использован для улучшения механизма консенсуса PoS и систем голосования, предотвращая плагиат узлов и действия по голосованию, тем самым повышая уровень децентрализации системы.

Сравнение трех технологий

Хотя эти три технологии направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, между ними существуют значительные различия в сценариях применения и технической сложности:

• ZK подчеркивает "как доказать", применимо к сценариям, где необходимо проверить права или личность.
• MPC сосредоточен на "как вычислять", подходит для ситуаций, когда нескольким сторонам необходимо сотрудничать, но при этом нужно защищать конфиденциальность данных.
• FHE сосредоточен на "как шифровать", что позволяет выполнять сложные вычисления, сохраняя данные в зашифрованном состоянии.

В плане технической сложности ZK требует глубоких математических и программных навыков; MPC сталкивается с проблемами синхронизации и эффективности связи; а FHE имеет значительные препятствия в вычислительной эффективности.

С развитием технологий эти шифрование технологии будут играть все более важную роль в защите нашей цифровой жизни, обеспечивая надежную поддержку безопасности данных и защиты конфиденциальности.