FHE, ZK та MPC: порівняльний аналіз трьох основних технологій шифрування

У сучасну цифрову епоху захист даних та особистої приватності стикається з безпрецедентними викликами. Шифрування відіграє надзвичайно важливу роль у захисті нашої чутливої інформації в повсякденному житті. У цій статті буде проведено глибокий аналіз і порівняння трьох основних технологій шифрування: повна гомоморфна шифрування (FHE), нульові знання (ZK) та багатостороннє безпечне обчислення (MPC).

Нульове знання ( ZK ): доведення без розкриття

Технологія нульових доказів має на меті вирішення проблеми перевірки достовірності інформації без розкриття конкретного змісту. Вона ґрунтується на шифруванні, дозволяючи одній стороні ( доказнику ) довести іншій стороні ( перевіряючому ) достовірність певного твердження, не розкриваючи жодної додаткової інформації, окрім як достовірності цього твердження.

Наприклад, Аліса може довести Бобу, що вона має хороший кредитний рейтинг, не показуючи конкретні банківські виписки. У блокчейн-додатках технологія ZK може бути використана для реалізації анонімних транзакцій. Наприклад, у випадку з анонімною монетою, користувач може довести свою право на проведення транзакцій, зберігаючи анонімність особи, тим самим уникаючи проблеми подвійних витрат.

Багатосторонні безпечні обчислення(MPC): безпечні спільні обчислення

Технологія багатостороннього захисту обчислень (MPC) в основному використовується для вирішення проблеми, як кільком учасникам спільно виконати обчислювальні завдання, не розкриваючи своїх чутливих даних. MPC дозволяє кільком учасникам співпрацювати для виконання обчислень, але кожен учасник не може дізнатися вхідні дані інших.

Типовим прикладом застосування є обчислення середньої зарплати багатьох людей, не розкриваючи конкретні суми зарплат кожної особи. У сфері шифрування, технологія MPC використовується для розробки більш безпечних рішень для гаманців. Наприклад, деякі торгові платформи запустили MPC-гаманці, які ділять приватний ключ на кілька частин, які спільно зберігають користувач, хмара та біржа, що підвищує безпеку активів і можливість відновлення.

Повна гомоморфна шифрування(FHE): шифрування зовнішніх обчислень

Технологія повної гомоморфної шифрування вирішує, як зашифрувати чутливі дані, щоб їх могли обробляти ненадійні треті сторони, при цьому гарантувати, що результати можуть бути правильно розшифровані. FHE дозволяє виконувати будь-які обчислювальні операції над зашифрованими даними без необхідності розшифровувати вихідні дані.

Обробка чутливої інформації в умовах хмарних обчислень робить FHE особливо важливим. Він забезпечує збереження даних у зашифрованому стані протягом усього процесу обробки, що захищає безпеку даних і відповідає вимогам законодавства про конфіденційність. У сфері блокчейну FHE можна використовувати для покращення механізму консенсусу PoS та систем голосування, запобігаючи плагіату вузлів і поведінці за слідами голосів, тим самим підвищуючи ступінь децентралізації системи.

Порівняння трьох технологій

Хоча ці три технології прагнуть захистити конфіденційність та безпеку даних, вони мають суттєві відмінності в застосуванні та складності технологій:

• ZK підкреслює "як довести", що підходить для сцен, які потребують перевірки прав або особи.
• MPC зосереджується на "як обчислювати", підходить для ситуацій, коли кілька сторін повинні співпрацювати, але при цьому захищати свою конфіденційність даних.
• FHE зосереджується на "як шифрувати", що робить можливим проведення складних обчислень, зберігаючи дані в зашифрованому стані.

У технічній складності ZK потребує глибоких математичних і програмних навичок; MPC стикається з викликами синхронізації та ефективності зв'язку; тоді як FHE має значні перешкоди щодо обчислювальної ефективності.

З розвитком технологій ці технології шифрування відіграватимуть все більш важливу роль у захисті нашого цифрового життя, забезпечуючи потужну підтримку для безпеки даних та захисту конфіденційності.