FHE, ZK и MPC: Сравнение трех технологий шифрования

В области шифрования полное гомоморфное шифрование (FHE), доказательства с нулевым знанием (ZK) и многопартитные безопасные вычисления (MPC) являются тремя важными шифровальными технологиями. Хотя они все направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, между ними существуют значительные различия в областях применения и технической сложности. Давайте более подробно рассмотрим характеристики и применения этих трех технологий.

Нулевое знание доказательства(ZK)

Суть технологии ZK заключается в "доказательстве, но без раскрытия". Она позволяет одной стороне ( доказателю ) подтвердить другой стороне ( проверяющему ) истинность утверждения, не раскрывая никаких конкретных сведений об этом утверждении.

Например, предположим, что Алисе нужно доказать сотруднику прокатной компании Бобу, что у нее хорошая кредитная репутация, но она не хочет предоставлять подробные банковские выписки. В этом случае "кредитный рейтинг", предоставленный банком или платежным программным обеспечением, может рассматриваться как форма нулевого раскрытия информации. Алиса может доказать, что ее кредитный рейтинг соответствует требованиям, не показывая конкретную информацию о счете.

В области блокчейна применение технологий ZK очень широко. В качестве примера анонимной криптовалюты Zcash: когда пользователи осуществляют переводы, им необходимо одновременно доказать, что у них достаточно монет для завершения транзакции, сохраняя при этом анонимность. С помощью генерации ZK-доказательства майнеры могут проверять легитимность транзакции, не зная идентичности обеих сторон, и добавлять её в блокчейн.

Многосторонние безопасные вычисления(MPC)

Технология MPC сосредоточена на том, "как вычислять, но не раскрывать". Она позволяет нескольким участникам совместно выполнять вычислительные задачи, не требуя от какой-либо стороны раскрытия своих входных данных.

Типичный сценарий применения MPC заключается в вычислении средней зарплаты нескольких человек, не раскрывая конкретные зарплаты каждого. Участники могут разделить свою зарплату на несколько частей и обмениваться частями данных с другими. Путем суммирования полученных данных и дальнейшего обмена в конечном итоге можно получить среднее значение, но никто не сможет узнать точную зарплату других.

В области криптовалют шифрование технологии используется для разработки более безопасных решений для кошельков. Например, некоторые торговые платформы представили шифрование кошельки, которые делят приватные ключи на несколько частей, которые хранятся на мобильных телефонах пользователей, в облаке и на бирже. Этот метод повышает безопасность активов, даже если пользователь потеряет телефон, он все равно сможет восстановить доступ через другие каналы.

Полная шифрование ( FHE )

Технология FHE сосредоточена на решении проблемы "как шифровать, чтобы можно было передать на аутсорсинг". Она позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными, не требуя предварительного расшифрования. Это означает, что конфиденциальные данные могут быть переданы третьим лицам в зашифрованном состоянии, и результаты все равно могут быть корректно расшифрованы.

В практическом применении FHE позволяет стороне, не обладающей достаточной вычислительной мощностью, такой как Alice(, передавать зашифрованные данные мощной третьей стороне, такой как Bob), для обработки. Bob выполняет вычисления, не зная содержания исходных данных, а в конце Alice может расшифровать и получить истинный результат.

FHE имеет важные применения в области облачных вычислений и искусственного интеллекта. Например, при обработке чувствительных данных, таких как медицинские записи или личная финансовая информация, FHE может гарантировать, что данные остаются в зашифрованном состоянии на протяжении всего процесса обработки, что обеспечивает безопасность данных и соответствует требованиям законодательства о конфиденциальности.

В области блокчейна технология FHE может быть использована для решения некоторых проблем механизма PoS(, основанного на доказательствах доли. Например, в некоторых небольших сетях PoS узлы могут склоняться к тому, чтобы напрямую следовать результатам валидации крупных узлов, а не самостоятельно проверять каждую транзакцию. Используя FHE, узлы могут завершить валидацию блока, не зная ответов других узлов, что предотвращает действия по копированию и повышает уровень децентрализации сети.

Аналогично, в системе голосования FHE может предотвратить явление "следования за голосом", обеспечивая то, что выбор каждого голосующего остается неизвестным другим, при этом позволяя точно подсчитать окончательный результат.

Техническое сравнение

Хотя эти три технологии все направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, они различаются по сценариям применения и технической сложности:

1. Сценарий применения:

   • ZK сосредоточен на доказательстве истинности утверждения без раскрытия конкретной информации.
   • MPC позволяет нескольким сторонам совместно выполнять вычисления, не раскрывая свои входные данные.
   • FHE позволяет выполнять сложные вычисления в состоянии шифрования данных.

2. Техническая сложность:

   • Реализация ZK может быть очень сложной и требует глубоких математических и программных навыков.
   • При реализации MPC необходимо решить проблемы синхронизации и эффективности связи, особенно в случаях с участием нескольких сторон.
   • Хотя FHE теоретически очень привлекателен, на практике он сталкивается с огромными проблемами вычислительной эффективности.

Эти три технологии шифрования составляют важный фундамент современной безопасности данных и защиты конфиденциальности. С постоянным развитием технологий и расширением областей применения они будут играть все более важную роль в защите личной конфиденциальности и содействии безопасному сотрудничеству данных.

![FHE против ZK против MPC, в чем же разница между тремя технологиями шифрования?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a8afc06a0d1893b261415caa9cd92e6a.webp(