encriptação totalmente homomórfica FHE: A ferramenta de proteção da privacidade na era da IA

Recentemente, embora o mercado de encriptação esteja calmo, algumas novas tecnologias continuam a se desenvolver de forma estável, entre as quais a encriptação totalmente homomórfica (Fully Homomorphic Encryption, abreviada como FHE) é uma direção que merece atenção. Em maio deste ano, o fundador do Ethereum, Vitalik Buterin, também publicou um artigo sobre FHE, que gerou ampla discussão na indústria.

Para compreender este conceito complexo de FHE, precisamos primeiro entender o significado de "encriptação" e "homomórfico", e por que devemos enfatizar esta característica de "total".

encriptação de conceitos básicos

Não somos estranhos à forma mais simples de encriptação. Suponha que Alice queira transmitir uma mensagem secreta para Bob, "1314 520", mas tenha que passar pela terceira parte C. Para garantir a segurança da informação, Alice pode multiplicar cada número por 2 para encriptar, transformando-o em "2628 1040". Quando Bob recebe a mensagem, ele só precisa dividir cada número por 2 para decifrar a informação original. Este método de encriptação simétrica permite realizar comunicações secretas sem confiar no transmissor.

Criptografia homomórfica

A criptografia homomórfica vai um passo além. Suponha que Alice só saiba fazer as operações básicas de multiplicar por 2 e dividir por 2. Agora, ela precisa calcular o total da conta de eletricidade da sua casa para 12 meses (400 yuan por mês), mas não quer que ninguém saiba o valor exato. Ela pode encriptar 400 e 12 multiplicando-os por 2 e pedir a C para calcular o resultado de 800×24. C calcula 19200 e informa a Alice, que então divide o resultado por 4 e obtém o total correto da conta de eletricidade de 4800 yuan. Nesse processo, C completou o cálculo, mas não conseguiu saber os dados reais, realizando assim um cálculo de dados confidenciais.

A necessidade da encriptação totalmente homomórfica

No entanto, a encriptação homomórfica simples ainda apresenta o risco de ser quebrada. A encriptação totalmente homomórfica, por sua vez, introduz um ruído mais complexo, permitindo a realização de operações de adição e multiplicação em dados encriptados um número arbitrário de vezes, aumentando significativamente a dificuldade de quebra. Isso permite que a FHE seja aplicada a uma gama mais ampla de problemas matemáticos, e não apenas a cálculos simples.

Em 2009, a nova abordagem proposta por Gentry e outros acadêmicos abriu caminho para a realização da encriptação totalmente homomórfica, o que é considerado um grande avanço no campo da encriptação.

A aplicação da ETH em IA

A tecnologia FHE tem um amplo potencial de aplicação no campo da IA. O desenvolvimento atual da IA enfrenta desafios relacionados à privacidade e segurança dos dados, e o FHE pode se tornar a tecnologia chave para resolver essa contradição. Com o FHE, os usuários podem encriptar dados sensíveis e fornecê-los à IA para processamento; após a IA realizar os cálculos, retorna os resultados encriptados, que os usuários podem então descriptografar localmente, permitindo a utilização da poderosa capacidade computacional da IA enquanto protegem a privacidade.

Desenvolvimento do projeto FHE

Atualmente, existem vários projetos dedicados à pesquisa e aplicação da tecnologia FHE, como Zama, Mind Network e Fhenix. Um projeto que merece atenção é o Privasea, financiado por uma plataforma de negociação conhecida, que propôs uma arquitetura de rede que combina PoW e PoS para resolver o problema da enorme quantidade de poder computacional necessária para FHE.

A Privasea lançou recentemente um dispositivo de hardware PoW chamado WorkHeart USB, bem como o StarFuel NFT como um ativo semelhante a PoS. Este design inovador tenta fornecer a potência de cálculo necessária enquanto evita certos riscos legais.

Perspectivas futuras da FHE

Se a tecnologia FHE puder ser amplamente aplicada na área de IA, isso impulsionará significativamente o desenvolvimento da IA, ao mesmo tempo que resolverá questões de segurança dos dados e proteção da privacidade. Desde a segurança nacional até a privacidade pessoal, o FHE pode se tornar uma importante garantia na era digital.

Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de IA, pode ser difícil imaginar como será um mundo sem IA nos próximos dez anos. Nesse contexto, a maturidade da tecnologia FHE fornecerá uma barreira de proteção de privacidade crucial para a humanidade, tornando-se a última linha de defesa na era da IA.