Tamamen homomorfik şifrelemenin gelişimi ve uygulamaları

Tamamen homomorfik şifreleme (FHE), 1970'lerin başından itibaren ortaya çıkan bir şifreleme teknolojisi olarak uzun bir gelişim sürecinden geçmiştir. Temel fikri, şifrelenmiş veriler üzerinde şifre çözümü yapılmadan hesaplama yapmaktır. 2009 yılında, Craig Gentry'nin çığır açan çalışması FHE'nin pratik uygulamaları için bir yol açmıştır.

FHE, şifreli veriler üzerinde işlem yapmayı ve şifreli sonuçlar üretmeyi mümkün kılar, çözme işleminden sonra elde edilen sonuç, düz metin üzerinde yapılan işlemin sonucu ile tutarlıdır. Bu teknoloji homomorfik özellik taşır, sonsuz sayıda toplama ve çarpma işlemini destekler, böylece şifreli veriler üzerinde istediğiniz hesaplamaları yapmanıza olanak tanır.

Ancak, FHE bazı zorluklarla da karşı karşıya. Gürültü yönetimi kritik bir sorun çünkü her işlem şifreli metindeki gürültüyü artırıyor. Ayrıca, FHE'nin hesaplama maliyeti açık metin hesaplamalarına göre binlerce ila milyonlarca kat daha fazladır, bu da belirli uygulama senaryolarındaki kullanımını sınırlamaktadır.

Blockchain alanında, FHE'nin ölçeklenebilirlik ve gizlilik koruma sorunlarını çözmek için kritik bir teknoloji olması bekleniyor. Bu, şeffaf blok zincirlerini kısmi şifreleme biçimine dönüştürürken, akıllı sözleşmelerin kontrol yeteneğini koruyabilir. Bazı projeler, programcıların FHE ilkelere yönelik akıllı sözleşme kodu yazmalarına izin veren FHE sanal makineleri geliştirmektedir.

FHE ayrıca gizlilik mesajı geri alma (OMR) aracılığıyla cüzdan senkronizasyonu sorunlarını çözmek gibi gizlilik projelerinin kullanılabilirliğini artırabilir. FHE kendisi doğrudan blockchain ölçeklenebilirlik sorunlarını çözemezken, sıfır bilgi kanıtları (ZKP) ile birleştirildiğinde bazı çözümler sunabilir.

FHE ve ZKP tamamlayıcı teknolojilerdir ve her birinin farklı uygulama alanları vardır. ZKP, doğrulanabilir hesaplama ve sıfır bilgi özellikleri sunarken, FHE şifrelenmiş veriler üzerinde hesaplama yapmaya izin verir, verilerin kendisini ifşa etmeden. İkisini bir araya getirmek hesaplama karmaşıklığını önemli ölçüde artırabilir, bu nedenle belirli kullanım durumlarına göre avantajlar ve dezavantajlar dikkate alınmalıdır.

Şu anda, FHE'nin gelişimi ZKP'den yaklaşık üç ila dört yıl geride, ancak hızla yetişiyor. Bazı FHE projeleri test ağlarını başlatmaya başladı ve bu yılın ilerleyen dönemlerinde ana ağı yayınlaması bekleniyor. FHE'nin hesaplama yükü hala yüksek olmasına rağmen, geniş ölçekli benimseme potansiyeli ortaya çıkıyor.

FHE uygulamaları bazı zorluklarla karşı karşıya, bunlar arasında hesaplama verimliliği ve anahtar yönetimi bulunmaktadır. Kendini başlatma işlemi hesaplama açısından yoğun olmakla birlikte, algoritma ilerlemeleri ve mühendislik optimizasyonları bu sorunu iyileştirmektedir. Anahtar yönetiminin de tek nokta arızası sorununu aşmak için daha da gelişmesi gerekmektedir.

Pazar açısından, birçok şirket FHE ile ilgili teknolojiler ve uygulamalar geliştirmektedir. Bu şirketler arasında Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix, Mind Network ve Inco bulunmaktadır. Bu şirketler, FHE araçları geliştirme, FHE blok zincir ağı kurma, FHE hesaplama hizmetleri sağlama gibi farklı FHE uygulama senaryolarına odaklanmaktadır.

Regülasyon ortamı FHE'nin gelişimi üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir. Veri gizliliği genel olarak desteklenmesine rağmen, finansal gizlilik hala gri bir alan. FHE, veri gizliliğini artırma potansiyeline sahipken, sosyal faydaları korumaktadır.

Geleceğe baktığımızda, FHE teknolojisinin önümüzdeki üç ila beş yıl içinde önemli ilerlemeler kaydetmesi bekleniyor. Teori, yazılım, donanım ve algoritmaların sürekli iyileştirilmesi ile FHE, şifreleme alanında devrim niteliğinde değişimlere yol açma potansiyeline sahip, blok zinciri ölçeklenebilirliği ve gizlilik koruması için yeni çözümler sunarak şifreleme ekosistemindeki çeşitli uygulamaların yeniliklerini teşvik edecektir.