FHE技术在区块链领域的应用与发展

密码学技术在区块链中的重要性

密码学技术在人类文明进步中占据重要地位,尤其在信息安全和隐私保护领域发挥了不可替代的作用。非对称加密的公私钥体系和哈希函数被中本聪创造性地融合,设计出解决双花问题的工作量证明机制,推动了比特币的诞生并开启了区块链新时代。

随着区块链行业的发展,零知识证明(ZKP)、多方计算(MPC)和全同态加密(FHE)等前沿密码学技术不断涌现。其中FHE作为加密学的圣杯之一,能够实现对加密数据的任意次计算和操作,为多个领域带来了新的可能性。

FHE技术概述

FHE全称全同态加密,其核心特性是允许对密文进行计算和操作,且这些操作能直接映射到明文上。与部分同态加密和有些同态加密相比,FHE支持对加密数据进行无限次的计算和操作。

微软的SEAL和Zama的TFHE是两个知名的开源FHE库,为开发者提供了稳定高效的FHE实现。FHE的基本操作流程包括生成密钥、加密数据、进行同态计算和解密结果。在实践中,解密密钥的管理方案尤为关键。

fhEVM:区块链上应用FHE的基础

fhEVM是Zama公司推出的支持Solidity实现隐私计算的全同态EVM。其核心特性包括:

• 通过预编译合约提供FHE操作支持
• 基于分布式阈值协议设计的解密机制
• 降低开发门槛的Solidity合约库

fhEVM为区块链上的FHE应用提供了良好起点,但在实际应用中仍面临一些挑战。

FHE-Rollups:构建FHE生态

Fhenix作为先行者,探索将fhEVM与Rollup技术结合,提出FHE-Rollups型Layer2解决方案。Fhenix选择Optimistic Rollups作为技术方案,其技术栈包括:

• Arbitrum Nitro's fraud prover的变种
• 核心库fheOS
• 阈值服务网络(TSN)

Fhenix发布的首个公开版本Fhenix Frontier提供了全方位的开发工具和文档。

Chain-Agnostic的FHE Coprocessors

Fhenix引入Relay模块,使各类公链、L2及L3网络能接入FHE Coprocessors使用FHE功能。通过与EigenLayer合作,Fhenix极大提升了FHE Coprocessors的效率和灵活性。

FHE的最佳应用场景

FHE技术在以下领域展现出广阔前景:

• 隐私保护的全链游戏
• DeFi/MEV
• AI模型训练

FHE生态发展现状

除Zama和Fhenix外,FHE生态中还有一系列值得关注的项目:

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

FHE.org和FHE Onchain等非营利组织为生态提供了宝贵的研究和教育资源。

随着Fhenix主网的发布和上线,FHE技术有望为不同领域的应用带来显著提升。这个充满创新与活力的未来已经近在咫尺。