La criptografía de homomorfismo total ( FHE ) es una tecnología de cifrado avanzada que permite realizar cálculos directamente sobre datos cifrados, lo que permite procesar datos mientras se protege la privacidad. FHE tiene aplicaciones potenciales en múltiples campos, como las finanzas, la medicina y la computación en la nube, pero debido a los enormes costos computacionales, todavía enfrenta desafíos para su comercialización.
Principios básicos de FHE
El núcleo de FHE es ocultar la información original a través de polinomios. Un sistema FHE simplificado contiene aproximadamente los siguientes pasos:
Selecciona un polinomio de clave s(x)
Generar un polinomio aleatorio a(x)
Generar un pequeño polinomio de "error" e(x)
Texto en claro m: c(x) = m + a(x)*s(x) + e(x)
Introducir ruido e(x) es para evitar que los atacantes obtengan la relación entre s(x) y c(x) al ingresar repetidamente. Sin embargo, el ruido también plantea un problema: a medida que aumenta el número de cálculos, el ruido se acumula constantemente y, en última instancia, puede conducir a una incapacidad para descifrar correctamente.
Para resolver el problema del ruido, FHE adoptó las siguientes tecnologías clave:
Cambio de clave: Comprimir el tamaño del texto cifrado
Cambio de módulo: reducir el presupuesto de ruido
Bootstrap: Restablecer el ruido al nivel original
Actualmente, los esquemas FHE más populares utilizan la tecnología de Bootstrap, y las implementaciones representativas incluyen BGV, BFV, TFHE, entre otros.
Desafíos que enfrenta FHE
El mayor desafío de FHE es el alto costo computacional. En comparación con la computación normal, la velocidad de cálculo de FHE es aproximadamente 1 millón de veces más lenta. Para acelerar el cálculo de FHE, la DARPA de EE. UU. lanzó el programa DPRIVE, cuyo objetivo es aumentar la velocidad de cálculo de FHE a 1/10 de la computación normal. Este programa se centra principalmente en los siguientes aspectos:
Aumentar la longitud de la palabra del procesador
Construir procesadores ASIC dedicados
Adopción de una arquitectura paralela MIMD
Aunque el plan DPRIVE aún no ha alcanzado sus objetivos esperados, a largo plazo, la tecnología FHE sigue teniendo una importancia significativa para el manejo de datos sensibles, especialmente en la era post-cuántica.
Aplicaciones de FHE en blockchain
En el ámbito de la blockchain, FHE se puede utilizar para proteger la privacidad en la cadena, la privacidad de los datos de entrenamiento de IA, la privacidad en las votaciones, etc. Algunos proyectos intentan aplicar FHE en la protección de MEV, pero también enfrentan problemas de eficiencia y pérdida de externalidades positivas.
Los principales proyectos de blockchain FHE en la actualidad incluyen:
Zama: proporciona una pila de desarrollo basada en TFHE
Fhenix: Construir Layer 2 con prioridad en la privacidad
Privasea: Aplicación de FHE para operaciones de datos LLM
Inco Network: Construcción de FHE Layer 1
Mind Network: combinación de Restaking para ofrecer una subred basada en FHE
Octra: utiliza la tecnología de hipergrafos para implementar FHE
Perspectivas futuras
La tecnología FHE todavía se encuentra en una etapa temprana, enfrentando desafíos como la baja eficiencia y los altos costos. Sin embargo, con más inversión y investigación, así como el desarrollo de chips especializados, se espera que FHE traiga transformaciones profundas en campos como la defensa, las finanzas y la medicina. Aunque el camino es largo, FHE, como el futuro de la computación privada, tiene un potencial que no debe subestimarse.
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LiquidatorFlash
· hace21h
La eficiencia no es mejor que 60x de apalancamiento, hm
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SchroedingerMiner
· hace21h
Otra tecnología de concepto especulativo...
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metaverse_hermit
· hace21h
De nuevo, FHE se ha enrollado.
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AirdropHarvester
· hace21h
¿Cuándo podrá aterrizar? Estoy cansado.
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AirdropChaser
· hace22h
¿Hace falta decirlo? Es una ganancia segura, ¿de acuerdo?
Análisis del estado actual del desarrollo de la tecnología FHE y las perspectivas de aplicación en la Cadena de bloques.
FHE: El futuro de la computación privada
La criptografía de homomorfismo total ( FHE ) es una tecnología de cifrado avanzada que permite realizar cálculos directamente sobre datos cifrados, lo que permite procesar datos mientras se protege la privacidad. FHE tiene aplicaciones potenciales en múltiples campos, como las finanzas, la medicina y la computación en la nube, pero debido a los enormes costos computacionales, todavía enfrenta desafíos para su comercialización.
Principios básicos de FHE
El núcleo de FHE es ocultar la información original a través de polinomios. Un sistema FHE simplificado contiene aproximadamente los siguientes pasos:
Introducir ruido e(x) es para evitar que los atacantes obtengan la relación entre s(x) y c(x) al ingresar repetidamente. Sin embargo, el ruido también plantea un problema: a medida que aumenta el número de cálculos, el ruido se acumula constantemente y, en última instancia, puede conducir a una incapacidad para descifrar correctamente.
Para resolver el problema del ruido, FHE adoptó las siguientes tecnologías clave:
Actualmente, los esquemas FHE más populares utilizan la tecnología de Bootstrap, y las implementaciones representativas incluyen BGV, BFV, TFHE, entre otros.
Desafíos que enfrenta FHE
El mayor desafío de FHE es el alto costo computacional. En comparación con la computación normal, la velocidad de cálculo de FHE es aproximadamente 1 millón de veces más lenta. Para acelerar el cálculo de FHE, la DARPA de EE. UU. lanzó el programa DPRIVE, cuyo objetivo es aumentar la velocidad de cálculo de FHE a 1/10 de la computación normal. Este programa se centra principalmente en los siguientes aspectos:
Aunque el plan DPRIVE aún no ha alcanzado sus objetivos esperados, a largo plazo, la tecnología FHE sigue teniendo una importancia significativa para el manejo de datos sensibles, especialmente en la era post-cuántica.
Aplicaciones de FHE en blockchain
En el ámbito de la blockchain, FHE se puede utilizar para proteger la privacidad en la cadena, la privacidad de los datos de entrenamiento de IA, la privacidad en las votaciones, etc. Algunos proyectos intentan aplicar FHE en la protección de MEV, pero también enfrentan problemas de eficiencia y pérdida de externalidades positivas.
Los principales proyectos de blockchain FHE en la actualidad incluyen:
Perspectivas futuras
La tecnología FHE todavía se encuentra en una etapa temprana, enfrentando desafíos como la baja eficiencia y los altos costos. Sin embargo, con más inversión y investigación, así como el desarrollo de chips especializados, se espera que FHE traiga transformaciones profundas en campos como la defensa, las finanzas y la medicina. Aunque el camino es largo, FHE, como el futuro de la computación privada, tiene un potencial que no debe subestimarse.