FHE, ZK e MPC: Comparação de Três Tecnologias Avançadas de encriptação

Na era atual, em que a segurança dos dados e a proteção da privacidade enfrentam enormes desafios, a encriptação desempenha um papel crucial. Este artigo fará uma comparação detalhada entre três tecnologias avançadas de encriptação: encriptação totalmente homomórfica (FHE), provas de conhecimento zero (ZK) e computação segura multiparte (MPC).

Prova de Conhecimento Zero(ZK): provar sem revelar

A tecnologia de provas de conhecimento zero visa resolver o problema de como verificar a veracidade das informações sem revelar nenhum conteúdo específico. Através do ZK, uma parte pode provar a outra que sabe um segredo, sem a necessidade de revelar qualquer informação sobre o próprio segredo.

Por exemplo, Alice pode provar ao funcionário da locadora Bob que tem um bom crédito, sem precisar mostrar extratos de conta específicos. Em aplicações de blockchain, a tecnologia ZK pode ser usada para realizar transações anônimas, como no processo de transferência de uma moeda anônima. Os mineradores podem verificar a legalidade da transação e registrá-la na blockchain sem conhecer a identidade do remetente.

Computação segura multipartidária(MPC): Cálculo conjunto sem revelar

A tecnologia MPC é principalmente utilizada para permitir que múltiplos participantes realizem cálculos conjuntos de forma segura, sem divulgar informações sensíveis. Ela permite que vários participantes completem tarefas de cálculo em conjunto, sem que nenhuma das partes divulgue seus dados de entrada.

Um cenário típico de aplicação é o cálculo do salário médio de várias pessoas sem revelar os dados salariais específicos de cada um. No setor das criptomoedas, a tecnologia MPC é utilizada para desenvolver soluções de carteira mais seguras. Algumas carteiras MPC lançadas por plataformas de negociação dividem a chave privada em várias partes, armazenando-as separadamente no telefone do usuário, na nuvem e na exchange, aumentando a segurança dos ativos e a conveniência de recuperação.

Criptografia Homomórfica Completa ( FHE ): Computação de Outsourcing de Encriptação

A tecnologia de encriptação homomórfica completa resolve o problema de como encriptar dados sensíveis, permitindo que sejam processados por terceiros não confiáveis, ao mesmo tempo que garante que os resultados possam ser corretamente descriptografados. A encriptação homomórfica completa permite a realização de cálculos enquanto os dados permanecem encriptados, o que é especialmente importante para o tratamento de informações sensíveis em ambientes de computação em nuvem.

No campo da blockchain, a tecnologia FHE pode ser usada para resolver problemas como a preguiça dos nós e o voto em manada em redes PoS de pequeno porte. Através do FHE, é possível realizar a validação de blocos por nós PoS sem que eles saibam as respostas uns dos outros, ou permitir que os votantes participem da votação sem conhecer as intenções dos outros, aumentando assim o grau de descentralização da rede e a autenticidade do voto.

Comparação Técnica

Apesar de estas três tecnologias se dedicarem à proteção da privacidade e segurança dos dados, existem diferenças significativas em termos de cenários de aplicação e complexidade técnica:

• ZK é principalmente utilizado para prova, aplicável a cenários de autorização ou autenticação de identidade.
• MPC foca em cálculos conjuntos entre várias partes, adequado para situações que requerem colaboração de dados, mas que precisam proteger a privacidade de cada parte.
• FHE foca na encriptação de dados para computação externa, especialmente adequada para áreas como computação em nuvem e serviços de IA.

Em termos de complexidade técnica, ZK requer habilidades profundas em matemática e programação para projetar protocolos eficazes. MPC precisa resolver problemas de sincronização e eficiência de comunicação na implementação, especialmente em situações com múltiplas partes envolvidas. Embora FHE seja teoricamente muito atraente, ainda enfrenta enormes desafios de eficiência computacional em aplicações práticas.

Estas três tecnologias de encriptação oferecem-nos ferramentas poderosas para enfrentar os desafios crescentes da segurança de dados e da proteção da privacidade. À medida que a tecnologia continua a evoluir e a melhorar, elas desempenharão um papel cada vez mais importante no futuro do mundo digital.