Tamamen homomorfik şifreleme: Gizlilik hesaplamalarının yeni bir kısmı

Tamamen homomorfik şifreleme (FHE) kavramı 1970'li yıllara dayanmaktadır, ancak 2009 yılında önemli bir ilerleme kaydedilmiştir. Craig Gentry, şifrelenmiş veriler üzerinde herhangi bir hesaplama yapma olasılığını göstererek FHE'nin gelişimini teşvik etmiştir.

FHE, şifrelenmiş veriler üzerinde şifrelemeyi çözmeden hesaplama yapılmasına izin veren ileri düzey bir şifreleme teknolojisidir. Bu, şifreli veriler üzerinde işlem yapılabileceği ve şifreli sonuçlar üretebileceği anlamına gelir; çözüldüğünde, sonuçlar açık metin üzerinde aynı işlemi yapmanın sonuçlarıyla tutarlıdır.

FHE'nin Temel Özellikleri

1. Homomorfik Özellik: Şifreli verinin toplama ve çarpma işlemleri, açık verinin karşılık gelen işlemleriyle ilişkilidir.

2. Gürültü Yönetimi: FHE şifreleme sürecinde güvenliği sağlamak için gürültü eklenir, ancak işlem sayısı arttıkça gürültü de birikir. Gürültüyü etkili bir şekilde yönetmek, hesaplama doğruluğunu korumak için hayati öneme sahiptir.

3. Sonsuz İşlem: Diğer Homomorfik Şifreleme çözümleriyle karşılaştırıldığında, FHE sonsuz sayıda toplama ve çarpma işlemini destekler.

FHE'nin ana avantajı, veri gizliliğini korurken herhangi bir karmaşık hesaplama yapabilmesidir.

FHE'nin blok zincirindeki uygulamaları

FHE, blok zinciri ölçeklenebilirliği ve gizlilik koruması için anahtar bir teknoloji olma potansiyeline sahiptir. Bu, şeffaf blok zincirini kısmi şifreleme biçimine dönüştürebilirken, akıllı sözleşmelerin kontrolünü koruyabilir. Bu teknoloji, şifreli ödemeler, gizlilik oyunları gibi uygulamaları gerçekleştirebilirken, düzenleyici gereklilikleri karşılamak için işlem grafiğini de korur.

FHE ayrıca gizli mesaj arama (OMR) ile gizlilik projelerinin kullanıcı deneyimini geliştirebilir, cüzdan istemcisinin erişim içeriğini ifşa etmeden verileri senkronize etmesine olanak tanır.

FHE ve Sıfır Bilgi Kanıtı Arasındaki İlişki

FHE ve sıfır bilgi kanıtı (ZKP) tamamlayıcı teknolojilerdir. ZKP, doğrulanabilir hesaplamalar ve sıfır bilgi özellikleri sağlarken, FHE, verileri ifşa etmeden şifrelenmiş veriler üzerinde hesaplama yapılmasına olanak tanır. İkisini bir araya getirmek, hesaplama karmaşıklığını önemli ölçüde artırabilir, bu nedenle yalnızca belirli kullanım durumlarının gerektirdiği durumlarda dikkate alınacaktır.

FHE'nin Gelişim Durumu ve Gelecek Beklentileri

FHE'nin gelişim hızı hızlanıyor ve önümüzdeki yıllarda büyük ölçekli uygulamaların gerçekleşmesi bekleniyor. İlk nesil FHE projeleri test edilmeye başlandı ve ana ağın bu yılın ilerleyen dönemlerinde piyasaya sürülmesi bekleniyor. FHE'nin hesaplama maliyeti hala ZKP'den yüksek olmasına rağmen, uygulama potansiyeli oldukça büyük.

Zorluklar ve Engeller

FHE'nin karşılaştığı başlıca zorluklar arasında hesaplama verimliliği ve anahtar yönetimi bulunmaktadır. Özyükleme işlemi hesaplama açısından yoğun ancak algoritma optimizasyonu sürekli olarak geliştirilmektedir. Anahtar yönetiminin de, tek nokta arıza sorununu aşmak için daha fazla gelişmesi gerekmektedir.

FHE Pazar Durumu

Şifreleme risk sermayesi şirketleri, FHE alanına aktif olarak yatırım yapıyor. Eşik FHE (TFHE), FHE, çok taraflı hesaplama ve blok zinciri teknolojisini birleştirerek yeni uygulama senaryolarını açıyor. FHE'nin geliştirici dostu olması, uygulama geliştirmede hem pratik hem de uygulanabilir olmasını sağlıyor.

Düzenleyici Çevre

FHE, farklı bölgelerde farklı düzenleyici ortamlarla karşı karşıya kalmaktadır. Veri mahremiyeti genel olarak desteklenirken, finansal mahremiyet hala karmaşık bir alandır. FHE, veri mahremiyetini koruma potansiyeline sahipken, sosyal faydaları da korumaktadır.

Sonuç

Tamamen homomorfik şifreleme, şifreleme alanında bir devrim aşamasındadır. Teknolojinin sürekli ilerlemesi ve sermayenin devam eden ilgisiyle, FHE'nin önümüzdeki birkaç yıl içinde geniş çapta uygulanması bekleniyor ve bu, blockchain ölçeklenebilirliği ve gizlilik koruma için yenilikçi çözümler sunarak şifreleme ekosisteminin daha da gelişimini teşvik edecektir.