Mã hóa đồng cấu hoàn toàn công nghệ nổi lên: Tình trạng sinh thái và cơ hội phát triển

Công nghệ mã hóa đóng vai trò quan trọng trong sự tiến bộ của nền văn minh nhân loại, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo mật thông tin và bảo vệ quyền riêng tư. Nó cung cấp sự bảo vệ cho việc truyền tải và lưu trữ dữ liệu trong nhiều lĩnh vực, hệ thống khóa công khai và riêng tư không đối xứng cùng với hàm băm chính là nền tảng cho sự ra đời của Bitcoin, mở ra kỷ nguyên mới của blockchain.

Với sự phát triển của ngành công nghiệp blockchain, một loạt các công nghệ mật mã tiên tiến liên tục xuất hiện, trong đó chứng minh không biết (zero-knowledge proof), tính toán đa bên (multi-party computation) và mã hóa đồng cấu hoàn toàn (fully homomorphic encryption) nổi bật nhất. Những công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều tình huống, chẳng hạn như chứng minh không biết kết hợp với Rollup để giải quyết vấn đề mở rộng blockchain, và tính toán đa bên thúc đẩy việc áp dụng quy mô lớn của các cổng người dùng. Mã hóa đồng cấu hoàn toàn như một bước đột phá quan trọng trong mật mã, cho phép thực hiện các phép tính tùy ý trên dữ liệu được mã hóa mà không cần giải mã, mang lại những khả năng mới cho nhiều lĩnh vực.

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn tổng quan

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) cho phép thực hiện các phép toán và thao tác trên văn bản mã hóa, những thao tác này có thể được ánh xạ trực tiếp đến văn bản gốc, giữ nguyên các thuộc tính toán học của dữ liệu mã hóa. FHE hỗ trợ thực hiện vô hạn các phép toán và thao tác trên dữ liệu mã hóa.

Mặc dù nguyên lý toán học của FHE rất phức tạp, nhưng quy trình cơ bản có thể được tóm tắt như sau: tạo khóa, mã hóa dữ liệu, thực hiện tính toán đồng cấu, giải mã kết quả. Trong thực tế, việc quản lý khóa giải mã là rất quan trọng. Đối với blockchain, việc đưa vào tính toán an toàn đa bên ngưỡng là một lựa chọn tiềm năng, có thể cải thiện tính bảo mật quản lý khóa và giảm rủi ro điểm đơn.

fhEVM: cơ sở hạ tầng mã hóa đồng cấu hoàn toàn

Để áp dụng FHE trên blockchain, cách lý tưởng là đóng gói nó dưới dạng cơ sở mã hợp đồng thông minh. Điều này đòi hỏi một máy ảo để hỗ trợ toán học phức tạp theo yêu cầu của FHE. EVM đã trở thành lựa chọn hàng đầu để triển khai FHE và fhEVM do Zama tung ra là một EVM hoàn toàn đồng hình hỗ trợ Solidity để triển khai điện toán bảo vệ quyền riêng tư.

Các đặc điểm cốt lõi của fhEVM bao gồm:

• Cung cấp hỗ trợ thao tác FHE thông qua hợp đồng biên dịch trước
• Tạo vùng nhớ và lưu trữ EVM cụ thể cho mã hóa đồng cấu hoàn toàn
• Cơ chế giải mã được thiết kế dựa trên giao thức ngưỡng phân tán
• Thư viện hợp đồng Solidity giảm bớt rào cản phát triển

FHE-Rollups: Xây dựng hệ sinh thái FHE

fhEVM cần dựa vào kiến trúc chuỗi công hoặc giải pháp Layer2/Layer3. Fhenix với tư cách là người tiên phong, khám phá việc kết hợp fhEVM với công nghệ Rollup, xây dựng giải pháp Layer2 loại FHE-Rollups.

Công nghệ của Fhenix bao gồm:

• Biến thể chứng minh gian lận của Arbitrum Nitro
• Thư viện cốt lõi fheOS
• Mạng dịch vụ ngưỡng ( TSN )

Fhenix đã phát hành phiên bản công khai đầu tiên Frontier, cung cấp thư viện mã hợp đồng thông minh, API Solidity, chuỗi công cụ phát triển và nhiều hơn nữa.

Bộ xử lý đồng tính FHE: Giải pháp FHE xuyên chuỗi

Fhenix đã giới thiệu mô-đun Relay, cho phép các loại chuỗi công khai và mạng Layer2/3 kết nối với chức năng FHE. Để khắc phục vấn đề thời gian thách thức chứng minh kéo dài, Fhenix đã hợp tác với EigenLayer, thông qua cơ chế Restaking để nâng cao hiệu suất của các bộ đồng xử lý FHE.

Quy trình sử dụng FHE Coprocessors rõ ràng và đơn giản, bao gồm các bước gọi, xếp hàng yêu cầu, chuyển tiếp, thực hiện, giải mã và trả kết quả.

Triển vọng ứng dụng của FHE

FHE thể hiện triển vọng ứng dụng rộng lớn trong các lĩnh vực như trò chơi toàn chuỗi, DeFi và AI:

• Trò chơi toàn chuỗi: bảo vệ quyền riêng tư của người chơi, ngăn chặn thao tác thời gian thực
• DeFi/MEV: Bảo vệ dữ liệu nhạy cảm, giảm rủi ro MEV
• AI: Bảo vệ dữ liệu riêng tư cá nhân để tiến hành huấn luyện mô hình

Tổng quan về hệ sinh thái FHE

Ngoài Zama và Fhenix, trong hệ sinh thái FHE còn nhiều dự án đáng chú ý khác:

• Kem chống nắng: Biên dịch viên FHE tự nghiên cứu
• Mind Network: Kết hợp mạng FHE của EigenLayer
• PADO Labs: Mạng lưới tính toán kết hợp ZKP và FHE
• Arcium: Mạng tính toán bí mật song song
• Inco Network: Tối ưu hóa phép toán FHE trên Layer1
• Treat: Lớp 3 FHE của hệ sinh thái Shiba
• octra: hỗ trợ mạng FHE với môi trường thực thi tách biệt
• BasedAI: đưa chức năng FHE vào LLM
• Encifher: Dự án tập trung vào FHEML
• Privasea: Mạng FHE hướng đến lĩnh vực AI

Các tổ chức phi lợi nhuận như FHE.org và FHE Onchain cung cấp tài nguyên cho nghiên cứu học thuật và phổ biến giáo dục.

Triển vọng công nghệ FHE rất sáng sủa, hứa hẹn mang lại những đổi mới và đột phá trong nhiều lĩnh vực. Với sự phát triển của các dự án như Fhenix, FHE sẽ mang lại những khả năng mới cho ứng dụng blockchain.