FHE技術在區塊鏈領域的應用與發展

密碼學技術在區塊鏈中的重要性

密碼學技術在人類文明進步中佔據重要地位,尤其在信息安全和隱私保護領域發揮了不可替代的作用。非對稱加密的公私鑰體系和哈希函數被中本聰創造性地融合,設計出解決雙花問題的工作量證明機制,推動了比特幣的誕生並開啓了區塊鏈新時代。

隨着區塊鏈行業的發展,零知識證明(ZKP)、多方計算(MPC)和全同態加密(FHE)等前沿密碼學技術不斷湧現。其中FHE作爲加密學的聖杯之一,能夠實現對加密數據的任意次計算和操作,爲多個領域帶來了新的可能性。

FHE技術概述

FHE全稱全同態加密,其核心特性是允許對密文進行計算和操作,且這些操作能直接映射到明文上。與部分同態加密和有些同態加密相比,FHE支持對加密數據進行無限次的計算和操作。

微軟的SEAL和Zama的TFHE是兩個知名的開源FHE庫,爲開發者提供了穩定高效的FHE實現。FHE的基本操作流程包括生成密鑰、加密數據、進行同態計算和解密結果。在實踐中,解密密鑰的管理方案尤爲關鍵。

fhEVM:區塊鏈上應用FHE的基礎

fhEVM是Zama公司推出的支持Solidity實現隱私計算的全同態EVM。其核心特性包括:

• 通過預編譯合約提供FHE操作支持
• 基於分布式閾值協議設計的解密機制
• 降低開發門檻的Solidity合約庫

fhEVM爲區塊鏈上的FHE應用提供了良好起點,但在實際應用中仍面臨一些挑戰。

FHE-Rollups:構建FHE生態

Fhenix作爲先行者,探索將fhEVM與Rollup技術結合,提出FHE-Rollups型Layer2解決方案。Fhenix選擇Optimistic Rollups作爲技術方案,其技術棧包括:

• Arbitrum Nitro's fraud prover的變種
• 核心庫fheOS
• 閾值服務網路(TSN)

Fhenix發布的首個公開版本Fhenix Frontier提供了全方位的開發工具和文檔。

Chain-Agnostic的FHE Coprocessors

Fhenix引入Relay模塊,使各類公鏈、L2及L3網路能接入FHE Coprocessors使用FHE功能。通過與EigenLayer合作,Fhenix極大提升了FHE Coprocessors的效率和靈活性。

FHE的最佳應用場景

FHE技術在以下領域展現出廣闊前景:

• 隱私保護的全鏈遊戲
• DeFi/MEV
• AI模型訓練

FHE生態發展現狀

除Zama和Fhenix外,FHE生態中還有一系列值得關注的項目:

• Sunscreen
• Mind Network
• PADO Labs
• Arcium
• Inco Network
• Treat
• octra
• BasedAI
• Encifher
• Privasea

FHE.org和FHE Onchain等非營利組織爲生態提供了寶貴的研究和教育資源。

隨着Fhenix主網的發布和上線,FHE技術有望爲不同領域的應用帶來顯著提升。這個充滿創新與活力的未來已經近在咫尺。