Повністю гомоморфне шифрування технологій: екологічний стан та можливості розвитку

Технології шифрування відіграють важливу роль у прогресі людської цивілізації, особливо в області інформаційної безпеки та захисту приватності, де вони є незамінними. Вони надають захист для передачі та зберігання даних у різних сферах, а їх асиметрична система публічних і приватних ключів та хеш-функції стали основою виникнення біткойна, відкривши нову еру блокчейну.

З розвитком індустрії блокчейну з'являється ряд передових технологій шифрування, серед яких найпомітнішими є нульові знання, багатосторонні обчислення та повністю гомоморфне шифрування. Ці технології широко застосовуються в різних сценаріях, таких як поєднання нульових знань з Rollup для вирішення проблеми масштабування блокчейну, а також багатосторонні обчислення, які сприяють масовому використанню користувацьких вхідних точок. Повністю гомоморфне шифрування, як важливий прорив у шифруванні, дозволяє виконувати довільні обчислення над зашифрованими даними без їх розшифровки, відкриваючи нові можливості для багатьох галузей.

Повністю гомоморфне шифрування огляд

повністю гомоморфне шифрування(FHE)дозволяє виконувати обчислення та операції над зашифрованими даними, які можуть бути безпосередньо відображені на відкритих даних, зберігаючи математичні властивості зашифрованих даних незмінними. FHE підтримує виконання необмеженої кількості обчислень та операцій над зашифрованими даними.

Хоча математичні принципи FHE є складними, основний процес можна узагальнити як: генерація ключа, шифрування даних, виконання гомоморфних обчислень, розшифрування результатів. На практиці управління розшифровувальними ключами є надзвичайно важливим. Щодо блокчейну, впровадження порогового багатопартійного безпечного обчислення є перспективним вибором, що може підвищити безпеку управління ключами та знизити ризик єдиної точки відмови.

fhEVM:інфраструктура повністю гомоморфного шифрування

Щоб застосувати FHE на блокчейні, ідеальним способом є упакування його у бібліотеку коду смарт-контрактів. Це вимагає підтримки віртуальної машини для складних математичних операцій, необхідних для FHE. EVM стає вибором для реалізації FHE, а fhEVM, розроблений компанією Zama, є повністю гомоморфною EVM, що підтримує реалізацію обчислень з конфіденційністю на Solidity.

Основні характеристики fhEVM включають:

• Підтримка операцій FHE через попередньо скомпільовані контракти
• Створення специфічної пам'яті та області зберігання EVM для повністю гомоморфного шифрування
• Механізм розшифрування, розроблений на основі розподіленого порогового протоколу
• Бібліотека контрактів Solidity для зниження порогу розробки

FHE-Rollups: побудова екосистеми FHE

fhEVM потребує спиратися на архітектуру публічного блокчейну або рішення Layer2/Layer3. Fhenix, як піонер, досліджує поєднання fhEVM з технологією Rollup, щоб побудувати рішення Layer2 типу FHE-Rollups.

Технічний стек Fhenix включає:

• Варіант доказу шахрайства Arbitrum Nitro
• Ядро бібліотеки fheOS
• Порогова служба мережі (TSN)

Fhenix випустив першу публічну версію Frontier, яка надає бібліотеку коду смарт-контрактів, API Solidity, інструменти розробки тощо.

FHE Копрограмісти: міжмережеве повністю гомоморфне шифрування рішення

Fhenix впроваджує модуль Relay, що дозволяє різним публічним ланцюгам та мережам Layer2/3 підключатися до функції FHE. Щоб подолати проблему тривалого періоду доказування, Fhenix співпрацює з EigenLayer, підвищуючи ефективність FHE Coprocessors за допомогою механізму Restaking.

Використання FHE Coprocessors є простим і зрозумілим, включаючи етапи виклику, черги запитів, пересилання, виконання, шифрування та повернення результатів.

Перспективи застосування повністю гомоморфного шифрування

FHE демонструє широкий спектр можливостей застосування в таких сферах, як повністю гомоморфне шифрування, DeFi та ШІ:

• Повний ланцюг ігор: захистити приватність гравців, запобігти реальному маніпулюванню
• DeFi/MEV: Захист чутливих даних, зменшення ризику MEV
• ШІ: Захист особистих даних для навчання моделей

Огляд екосистеми повністю гомоморфного шифрування

Крім Zama та Fhenix, в екосистемі FHE є ще кілька проектів, на які варто звернути увагу:

• Сонцезахисний крем: самостійно розроблений компілятор FHE
• Mind Network: поєднання FHE мережі з EigenLayer
• PADO Labs: обчислювальна мережа, що поєднує ZKP та повністю гомоморфне шифрування
• Arcium: мережа паралельних конфіденційних обчислень
• Inco Network: оптимізація обчислень повністю гомоморфного шифрування Layer1
• Treat: FHE Layer3 екосистеми Shiba
• octra: підтримує мережу FHE з ізольованим середовищем виконання
• BasedAI:вводить функцію повністю гомоморфного шифрування для LLM
• Encifher: проект, сфокусований на FHEML
• Privasea: мережа FHE, орієнтована на сферу ШІ

Неприбуткові організації, такі як FHE.org та FHE Onchain, надають ресурси для академічних досліджень та поширення освіти.

Перспективи технології FHE яскраві, вона має потенціал принести інновації та прориви в різних сферах. Завдяки розвитку таких проектів, як Fhenix, FHE відкриє нові можливості для застосування в блокчейні.