FHE: Майбутнє обчислень з урахуванням конфіденційності

Повністю гомоморфне шифрування ( FHE ) є передовою технологією шифрування, яка дозволяє виконувати прямі обчислення над зашифрованими даними, забезпечуючи обробку даних при захисті конфіденційності. FHE має потенційні застосування в багатьох сферах, таких як фінанси, охорона здоров'я, хмарні обчислення, але через величезні обчислювальні витрати наразі ще далеко до комерційної реалізації.

Основний принцип FHE полягає в перетворенні відкритих даних у полінообразну форму для шифрування, а потім у виконанні обчислювальних операцій над зашифрованими даними. Щоб контролювати зростання шуму, FHE використовує такі технології, як перемикання ключів, перемикання модулів та самозапуск. На сьогоднішній день основними схемами FHE є BGV, BFV, CKKS тощо.

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягання плаща Гаррі Поттера

Основною проблемою FHE є обчислювальна ефективність, яка повільніша приблизно в мільйон разів у порівнянні зі звичайними обчисленнями. Для цього американська DARPA запустила програму DPRIVE, метою якої є підвищення швидкості обчислень FHE до 1/10 швидкості звичайних обчислень. Програма спрямована на оптимізацію продуктивності FHE шляхом збільшення довжини слова процесора, розробки спеціалізованих ASIC-чіпів, побудови паралельних архітектур та інших напрямів.

У сфері блокчейну FHE може бути використано для захисту конфіденційності в онлайнових транзакціях, конфіденційності даних для навчання AI, конфіденційного голосування тощо. На даний момент вже існує кілька проектів, які досліджують поєднання FHE та блокчейну, таких як Zama, Fhenix, Octra тощо. Зокрема, Zama розробила досить вичерпний набір інструментів на основі TFHE, тоді як Octra запропонувала новий підхід реалізації FHE на основі гіперграфів.

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягаючи плащ-невидимку Гаррі Поттера

! Дослідження Gate Ventures: FHE, надягаючи плащ-невидимку Гаррі Поттера

Хоча FHE наразі все ще перебуває на ранній стадії, але з розвитком відповідного апаратного забезпечення та збільшенням інвестицій, його майбутнє виглядає багатообіцяючим. FHE обіцяє суттєві зміни для таких галузей, як оборона, фінанси, медицина, розкриваючи величезний потенціал приватних даних.