полностью гомоморфное шифрование FHE: инструмент защиты конфиденциальности в эпоху ИИ

В последнее время, хотя рынок шифрования остается спокойным, некоторые новые технологии продолжают развиваться стабильно, и полностью гомоморфное шифрование (Fully Homomorphic Encryption, сокращенно FHE) является одним из направлений, заслуживающих внимания. В мае этого года соучредитель Ethereum Виталик Бутерин также опубликовал статью о FHE, что вызвало широкое обсуждение в отрасли.

Чтобы понять сложную концепцию FHE, нам нужно сначала понять значение "шифрование" и "гомоморфное", а также почему важно подчеркивать эту характеристику "полностью".

Шифрование основные концепции

Мы не чужды самой простой форме шифрования. Предположим, что Алиса хочет передать Бобу секретное сообщение "1314 520", но ей нужно передать его через третью сторону С. Чтобы обеспечить безопасность информации, Алиса может умножить каждую цифру на 2 для шифрования, превратив в "2628 1040". Когда Боб получает сообщение, ему нужно просто разделить каждую цифру на 2, чтобы расшифровать исходную информацию. Этот способ симметричного шифрования позволяет осуществить безопасную связь в условиях недоверия к передатчику.

Гомоморфное шифрование принцип

Гомоморфное шифрование идет еще дальше. Предположим, что Алиса знает только самые базовые операции умножения на 2 и деления на 2, теперь ей нужно вычислить общую сумму электроэнергии за 12 месяцев (по 400 юаней в месяц), но она не хочет, чтобы кто-то знал конкретную сумму. Она может зашифровать 400 и 12, умножив их на 2, и попросить С вычислить результат 800×24. С посчитал 19200 и сообщил Алисе, после чего Алиса делит результат на 4 и получает правильную сумму за электроэнергию в 4800 юаней. В этом процессе С выполнил вычисление, но не смог узнать фактические данные, реализовав конфиденциальные вычисления данных.

Необходимость полностью гомоморфного шифрования

Однако простое гомоморфное шифрование все еще подвержено риску взлома. Полностью гомоморфное шифрование, вводя более сложный шум, позволяет выполнять произвольное количество операций сложения и умножения с зашифрованными данными, значительно повышая сложность взлома. Это позволяет FHE применяться к более широкому кругу математических задач, а не только к простым вычислениям.

В 2009 году группа ученых во главе с Джентри предложила новый подход, который открыл путь к реализации полностью гомоморфного шифрования, что считается значительным прорывом в области криптографии.

Применение полностью гомоморфного шифрования в области ИИ

Технология FHE имеет широкие перспективы применения в области ИИ. В настоящее время развитие ИИ сталкивается с проблемами конфиденциальности и безопасности данных, и FHE может стать ключевой технологией для решения этого противоречия. С помощью FHE пользователи могут шифровать чувствительные данные и предоставлять их ИИ для обработки, после завершения расчетов ИИ возвращает зашифрованные результаты, которые пользователь затем расшифровывает локально, тем самым используя мощные вычислительные способности ИИ при защите конфиденциальности.

Развитие проекта FHE

В настоящее время несколько проектов занимаются разработкой и применением технологии полностью гомоморфного шифрования, таких как Zama, Mind Network, Fhenix и другие. Один из проектов, на который стоит обратить внимание, это Privasea, в который инвестировала известная торговая платформа. Этот проект предлагает архитектуру сети, сочетающую PoW и PoS, для решения проблемы большого объема вычислительных ресурсов, необходимых для полностью гомоморфного шифрования.

Privasea недавно представила оборудование PoW под названием WorkHeart USB, а также StarFuel NFT как актив класса PoS. Этот инновационный дизайн пытается обеспечить необходимую вычислительную мощность, одновременно избегая некоторых юридических рисков.

Перспективы FHE

Если технологии полностью гомоморфного шифрования будут широко использоваться в области ИИ, это значительно ускорит развитие ИИ, одновременно решая проблемы безопасности данных и защиты конфиденциальности. От национальной безопасности до личной конфиденциальности, FHE может стать важной гарантией в цифровую эпоху.

С быстрым развитием технологий ИИ нам, возможно, трудно представить, каким будет мир без ИИ через десять лет. На этом фоне зрелость технологии полностью гомоморфного шифрования предоставит человечеству жизненно важный барьер защиты конфиденциальности, став последней линией обороны в эпоху ИИ.