FHE, ZK và MPC: So sánh ba công nghệ mã hóa

Trong lĩnh vực mã hóa, mã hóa toàn phương (FHE), chứng minh không biết (ZK) và tính toán an toàn đa bên (MPC) là ba kỹ thuật mã hóa quan trọng. Mặc dù chúng đều nhằm bảo vệ quyền riêng tư và an toàn dữ liệu, nhưng có sự khác biệt đáng kể về bối cảnh ứng dụng và độ phức tạp kỹ thuật. Hãy cùng tìm hiểu sâu về đặc điểm và ứng dụng của ba công nghệ này.

Chứng minh không kiến thức (ZK)

Cốt lõi của công nghệ ZK nằm ở "chứng minh mà không tiết lộ". Nó cho phép một bên ( người chứng minh ) chứng minh cho bên kia ( người xác thực ) tính xác thực của một tuyên bố mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin cụ thể nào về tuyên bố đó.

Ví dụ, giả sử Alice cần chứng minh cho nhân viên công ty cho thuê xe Bob rằng cô ấy có tín dụng tốt, nhưng không muốn cung cấp thông tin chi tiết về sao kê ngân hàng. Trong trường hợp này, "điểm tín dụng" do ngân hàng hoặc phần mềm thanh toán cung cấp có thể được coi là một dạng bằng chứng không tiết lộ thông tin. Alice có thể chứng minh rằng điểm tín dụng của cô ấy đạt yêu cầu mà không cần hiển thị thông tin tài khoản cụ thể.

Trong lĩnh vực blockchain, việc ứng dụng công nghệ ZK rất rộng rãi. Lấy tiền mã hóa ẩn danh Zcash làm ví dụ: khi người dùng thực hiện chuyển khoản, họ cần chứng minh mình có đủ coin để hoàn thành giao dịch trong khi vẫn giữ được tính ẩn danh. Bằng cách tạo ra chứng minh ZK, thợ mỏ có thể xác minh tính hợp pháp của giao dịch mà không biết danh tính của hai bên giao dịch và thêm nó vào blockchain.

Tính toán an toàn đa bên ( MPC )

Công nghệ MPC tập trung vào "cách tính toán mà không tiết lộ". Nó cho phép nhiều bên tham gia hoàn thành nhiệm vụ tính toán mà không cần bất kỳ bên nào tiết lộ dữ liệu đầu vào của mình.

Một kịch bản ứng dụng MPC điển hình là tính toán mức lương trung bình của nhiều người, nhưng không tiết lộ mức lương cụ thể của từng người. Các người tham gia có thể chia lương của mình thành nhiều phần và trao đổi một phần dữ liệu với những người khác. Bằng cách cộng dồn dữ liệu nhận được và trao đổi lại, cuối cùng có thể đưa ra kết quả trung bình, nhưng không ai biết mức lương chính xác của người khác.

Trong lĩnh vực mã hóa, công nghệ MPC được sử dụng để phát triển các giải pháp ví an toàn hơn. Ví dụ, một số nền tảng giao dịch đã triển khai ví MPC chia nhỏ khóa riêng thành nhiều phần, lưu trữ riêng trên điện thoại của người dùng, đám mây và sàn giao dịch. Cách này nâng cao tính an toàn của tài sản, ngay cả khi người dùng mất điện thoại, họ vẫn có thể khôi phục quyền truy cập thông qua các kênh khác.

Toàn đồng mã hóa ( FHE )

Công nghệ FHE tập trung vào việc giải quyết vấn đề "làm thế nào để mã hóa để có thể tìm kiếm bên ngoài". Nó cho phép tính toán trên dữ liệu đã mã hóa mà không cần giải mã trước. Điều này có nghĩa là dữ liệu nhạy cảm có thể được chuyển cho bên thứ ba để xử lý trong trạng thái mã hóa, và kết quả vẫn có thể được giải mã đúng cách.

Trong ứng dụng thực tế, FHE cho phép một bên không đủ khả năng tính toán như Alice( chuyển giao dữ liệu đã mã hóa cho một bên thứ ba có sức mạnh tính toán mạnh mẽ như Bob) để xử lý. Bob hoàn thành tính toán mà không biết nội dung dữ liệu gốc, cuối cùng Alice có thể giải mã để nhận được kết quả thực.

FHE có ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực điện toán đám mây và trí tuệ nhân tạo. Ví dụ, khi xử lý các dữ liệu nhạy cảm như hồ sơ y tế hoặc thông tin tài chính cá nhân, FHE có thể đảm bảo rằng dữ liệu vẫn được mã hóa trong suốt quá trình xử lý, vừa bảo vệ an toàn dữ liệu, vừa tuân thủ yêu cầu về quy định bảo mật thông tin.

Trong lĩnh vực blockchain, công nghệ FHE có thể được sử dụng để giải quyết một số vấn đề trong cơ chế chứng minh quyền sở hữu PoS(. Ví dụ, trong một số mạng PoS nhỏ, các nút có thể có xu hướng trực tiếp theo dõi kết quả xác minh của các nút lớn, thay vì tự xác minh từng giao dịch. Bằng cách sử dụng FHE, các nút có thể hoàn thành việc xác minh khối mà không biết câu trả lời của các nút khác, từ đó ngăn chặn hành vi đạo nhái và nâng cao mức độ phi tập trung của mạng.

Tương tự, trong hệ thống bỏ phiếu, FHE có thể ngăn chặn hiện tượng "theo dõi phiếu", đảm bảo rằng lựa chọn của mỗi cử tri không bị người khác biết, trong khi vẫn có thể tính toán chính xác kết quả cuối cùng.

So sánh kỹ thuật

Mặc dù ba công nghệ này đều nhằm bảo vệ quyền riêng tư và an ninh dữ liệu, nhưng chúng có sự khác biệt về bối cảnh ứng dụng và độ phức tạp kỹ thuật:

1. Ứng dụng:

   • ZK tập trung vào việc chứng minh tính xác thực của một tuyên bố mà không cần tiết lộ thông tin cụ thể.
   • MPC cho phép nhiều bên cùng thực hiện tính toán mà không tiết lộ đầu vào của mỗi bên.
   • FHE cho phép thực hiện các phép toán phức tạp trong trạng thái dữ liệu được mã hóa.

2. Sự phức tạp của công nghệ:

   • Việc triển khai ZK có thể rất phức tạp, cần có kỹ năng toán học và lập trình sâu sắc.
   • MPC cần giải quyết vấn đề đồng bộ và hiệu quả giao tiếp khi triển khai, đặc biệt là trong trường hợp có nhiều bên tham gia.
   • Mặc dù FHE có sức hấp dẫn về lý thuyết, nhưng trên thực tế, nó phải đối mặt với thách thức lớn về hiệu quả tính toán.

Ba loại công nghệ mã hóa này cùng nhau tạo thành nền tảng quan trọng cho an ninh dữ liệu hiện đại và bảo vệ quyền riêng tư. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ và sự mở rộng của các tình huống ứng dụng, chúng sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc bảo vệ quyền riêng tư cá nhân và thúc đẩy sự hợp tác dữ liệu an toàn.

![FHE vs ZK vs MPC, ba công nghệ mã hóa khác nhau như thế nào?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a8afc06a0d1893b261415caa9cd92e6a.webp(