Повністю гомоморфне шифрування FHE: ідеальний баланс між приватністю та обчисленнями
Останнім часом ринкова ситуація спокійна, що дало нам більше часу зосередитися на розвитку деяких нових технологій. Хоча криптовалютний ринок 2024 року не такий бурхливий, як у попередні роки, все ж є деякі нові технології, що поступово дозрівають, зокрема, тема, яку ми обговоримо сьогодні: повністю гомоморфне шифрування (Fully Homomorphic Encryption, скорочено FHE).
Щоб зрозуміти цей складний концепт FHE, нам потрібно спочатку зрозуміти значення "шифрування" та "гомоморф", а також чому потрібно "повністю" гомоморфне шифрування.
Шифрування основні поняття
Найпростіший спосіб шифрування, з яким ми всі добре знайомі. Наприклад, Аліса хоче надіслати Бобу секретне повідомлення "1314 520". Щоб забезпечити безпеку інформації, Аліса може помножити кожну цифру на 2 для шифрування, перетворивши його на "2628 1040". Коли Боб отримує повідомлення, йому потрібно просто поділити кожну цифру на 2, щоб розшифрувати вихідну інформацію. Цей простий метод симетричного шифрування дозволяє обом сторонам безпечно передавати інформацію без довіри до третіх осіб.
Гомоморфне шифрування
Гомоморфне шифрування робить ще один крок вперед, дозволяючи виконувати обчислення на зашифрованих даних без необхідності спочатку їх розшифровувати. Уявіть, якщо Аліса знає лише найосновніші множення та ділення, але їй потрібно обчислити складну задачу, наприклад, загальну суму електроенергії за 12 місяців (по 400 юанів на місяць).
Аліса може помножити 400 і 12 на 2 для шифрування, перетворивши їх на 800 і 24, а потім попросити третю сторону обчислити 800×24. Після того, як третя сторона отримає результат 19200, Аліса поділить його на 4, щоб отримати правильну загальну суму електроенергії 4800 грн. У цьому процесі третя сторона не може знати фактичну суму електроенергії Аліси та кількість місяців боргу, але все ж допомогла виконати обчислення.
Необхідність повністю гомоморфного шифрування
Однак просте гомоморфне шифрування може бути зламане. Якщо третя сторона достатньо розумна, вона може вивести вихідні дані шляхом перебору. Ось чому нам потрібно "повністю" гомоморфне шифрування.
повністю гомоморфне шифрування дозволяє виконувати будь-яку кількість операцій додавання та множення над зашифрованими даними, при цьому гарантуючи правильність розшифрованого результату. Ця технологія може обробляти складні поліомні обчислення, і майже може виразити більшість математичних проблем у світі, а не лише просту арифметику.
Повністю гомоморфне шифрування до 2009 року отримало проривний прогрес, ця технологія тривалий час була одним із святинь криптографії.
Застосування FHE
Технологія повністю гомоморфного шифрування має потенційні застосування в багатьох сферах, серед яких штучний інтелект (ШІ) є особливо привабливим напрямком.
У сфері ШІ дані є ключовими, але водночас конфіденційність даних також є вкрай важливою. Повністю гомоморфне шифрування може дозволити ШІ виконувати обчислення та навчання без доступу до вихідних даних. Конкретно кажучи:
Власники даних можуть шифрувати чутливі дані за допомогою повністю гомоморфного шифрування
Надати зашифровані дані ШІ для обробки
AI повертає зашифровані результати
Власник даних розшифровує результати локально
Цей спосіб не лише захищає приватність даних, але й повністю використовує обчислювальні можливості ШІ, досягаючи мети "і те, і те".
Виклики FHE в реальному житті
Хоча повністю гомоморфне шифрування має великі перспективи, в реальних застосуваннях воно все ще стикається з викликами, головним чином через величезні обчислювальні витрати. Щоб вирішити цю проблему, деякі проекти розробляють спеціалізоване обладнання та мережеву архітектуру для підтримки обчислень з FHE.
Заключення
З поширенням технологій ШІ питання конфіденційності даних стає все більш важливим. Від розпізнавання облич на особистих мобільних телефонах до інформаційної безпеки на національному рівні, технологія FHE може відігравати важливу роль. Якщо FHE зможе справді досягти зрілості, вона стане останньою лінією захисту конфіденційності в еру ШІ, забезпечуючи необхідний захист конфіденційності під час використання зручностей технологій.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
17 лайків
Нагородити
17
4
Репост
Поділіться
Прокоментувати
0/400
ForkPrince
· 10год тому
Знову маркетинг Криптографія?
Переглянути оригіналвідповісти на0
SnapshotBot
· 14год тому
Знову почали розігрівати старі страви
Переглянути оригіналвідповісти на0
DegenWhisperer
· 15год тому
Ця технологія занадто складна.
Переглянути оригіналвідповісти на0
ProbablyNothing
· 15год тому
О, дивовижний! Щоб обробити відкритий текст, потрібно робити все так складно.
Технологія FHE: інструмент захисту приватності даних в еру ШІ
Повністю гомоморфне шифрування FHE: ідеальний баланс між приватністю та обчисленнями
Останнім часом ринкова ситуація спокійна, що дало нам більше часу зосередитися на розвитку деяких нових технологій. Хоча криптовалютний ринок 2024 року не такий бурхливий, як у попередні роки, все ж є деякі нові технології, що поступово дозрівають, зокрема, тема, яку ми обговоримо сьогодні: повністю гомоморфне шифрування (Fully Homomorphic Encryption, скорочено FHE).
Щоб зрозуміти цей складний концепт FHE, нам потрібно спочатку зрозуміти значення "шифрування" та "гомоморф", а також чому потрібно "повністю" гомоморфне шифрування.
Шифрування основні поняття
Найпростіший спосіб шифрування, з яким ми всі добре знайомі. Наприклад, Аліса хоче надіслати Бобу секретне повідомлення "1314 520". Щоб забезпечити безпеку інформації, Аліса може помножити кожну цифру на 2 для шифрування, перетворивши його на "2628 1040". Коли Боб отримує повідомлення, йому потрібно просто поділити кожну цифру на 2, щоб розшифрувати вихідну інформацію. Цей простий метод симетричного шифрування дозволяє обом сторонам безпечно передавати інформацію без довіри до третіх осіб.
Гомоморфне шифрування
Гомоморфне шифрування робить ще один крок вперед, дозволяючи виконувати обчислення на зашифрованих даних без необхідності спочатку їх розшифровувати. Уявіть, якщо Аліса знає лише найосновніші множення та ділення, але їй потрібно обчислити складну задачу, наприклад, загальну суму електроенергії за 12 місяців (по 400 юанів на місяць).
Аліса може помножити 400 і 12 на 2 для шифрування, перетворивши їх на 800 і 24, а потім попросити третю сторону обчислити 800×24. Після того, як третя сторона отримає результат 19200, Аліса поділить його на 4, щоб отримати правильну загальну суму електроенергії 4800 грн. У цьому процесі третя сторона не може знати фактичну суму електроенергії Аліси та кількість місяців боргу, але все ж допомогла виконати обчислення.
Необхідність повністю гомоморфного шифрування
Однак просте гомоморфне шифрування може бути зламане. Якщо третя сторона достатньо розумна, вона може вивести вихідні дані шляхом перебору. Ось чому нам потрібно "повністю" гомоморфне шифрування.
повністю гомоморфне шифрування дозволяє виконувати будь-яку кількість операцій додавання та множення над зашифрованими даними, при цьому гарантуючи правильність розшифрованого результату. Ця технологія може обробляти складні поліомні обчислення, і майже може виразити більшість математичних проблем у світі, а не лише просту арифметику.
Повністю гомоморфне шифрування до 2009 року отримало проривний прогрес, ця технологія тривалий час була одним із святинь криптографії.
Застосування FHE
Технологія повністю гомоморфного шифрування має потенційні застосування в багатьох сферах, серед яких штучний інтелект (ШІ) є особливо привабливим напрямком.
У сфері ШІ дані є ключовими, але водночас конфіденційність даних також є вкрай важливою. Повністю гомоморфне шифрування може дозволити ШІ виконувати обчислення та навчання без доступу до вихідних даних. Конкретно кажучи:
Цей спосіб не лише захищає приватність даних, але й повністю використовує обчислювальні можливості ШІ, досягаючи мети "і те, і те".
Виклики FHE в реальному житті
Хоча повністю гомоморфне шифрування має великі перспективи, в реальних застосуваннях воно все ще стикається з викликами, головним чином через величезні обчислювальні витрати. Щоб вирішити цю проблему, деякі проекти розробляють спеціалізоване обладнання та мережеву архітектуру для підтримки обчислень з FHE.
Заключення
З поширенням технологій ШІ питання конфіденційності даних стає все більш важливим. Від розпізнавання облич на особистих мобільних телефонах до інформаційної безпеки на національному рівні, технологія FHE може відігравати важливу роль. Якщо FHE зможе справді досягти зрілості, вона стане останньою лінією захисту конфіденційності в еру ШІ, забезпечуючи необхідний захист конфіденційності під час використання зручностей технологій.