Повністю гомоморфне шифрування: огляд все більш зрілої галузі та потенційні можливості
Технології шифрування відіграють важливу роль у процесі розвитку цивілізації людства, особливо в питаннях безпеки інформації та захисту конфіденційності, виконуючи незамінну функцію. Вони не лише забезпечують надійний захист для передачі та зберігання даних у різних сферах, але й асиметрична система шифрування з відкритими та закритими ключами та хеш-функції були креативно об'єднані Сатоші Накамото у 2008 році, що призвело до створення механізму доказу виконаної роботи для вирішення проблеми подвійного витрачання, стимулюючи народження біткоїна як революційної цифрової валюти та відкриваючи нову еру в індустрії блокчейн.
З розвитком індустрії блокчейн швидко з'являється низка передових технологій шифрування, серед яких найяскравіше виділяються нульове знання, багатосторонні обчислення та повністю гомоморфне шифрування. Ці технології отримали широке використання в різних сценаріях, таких як використання нульового знання в поєднанні з рішеннями Rollup для розв'язання проблеми "неможливого трикутника" у блокчейні, багатосторонні обчислення в поєднанні з системою публічних і приватних ключів для сприяння масовому використанню користувачів. Повністю гомоморфне шифрування, яке вважається одним з святинь шифрування, завдяки своїм унікальним властивостям дозволяє третім особам виконувати обчислення та операції над зашифрованими даними без їх розшифрування, що забезпечує можливість комбінованих обчислень на ланцюгу, відкриваючи нові можливості для різних галузей і сценаріїв.
Повністю гомоморфне шифрування огляд
повністю гомоморфне шифрування(FHE) є основою для дозволу виконання обчислень та операцій над шифротекстом, які можуть безпосередньо відображатися на відкритому тексті, зберігаючи математичні властивості зашифрованих даних незмінними. "Повністю" в FHE означає, що ця гомоморфність досягла нової висоти, дозволяючи виконувати безмежну кількість обчислень та операцій над зашифрованими даними.
У сфері повністю гомоморфного шифрування, Microsoft та Zama продемонстрували безпрецедентну доступність та вплив завдяки своїм видатним відкритим продуктам. Вони забезпечують розробників стабільною та ефективною реалізацією FHE, що значно сприяє постійному розвитку та широкому застосуванню технології FHE.
SEAL від Microsoft - це бібліотека, яка підтримує повністю гомоморфне шифрування та часткове гомоморфне шифрування, що надає ефективний C++ інтерфейс, інтегрує безліч оптимізованих алгоритмів та технологій, що суттєво покращує обчислювальну продуктивність та ефективність.
TFHE від Zama - це відкритий бібліотека, що фокусується на високопродуктивному повністю гомоморфному шифруванні, яка надає послуги через інтерфейс на мові C, використовуючи ряд передових технологій оптимізації та алгоритмів, з метою досягнення швидшої швидкості обчислень та нижчого споживання ресурсів.
Основні етапи роботи FHE включають:
Генерація ключа
шифрування даних
Виконати гомоморфні обчислення
Результат розшифрування
У практиці повністю гомоморфного шифрування управління ключем для розшифровки має вирішальне значення. Щодо блокчейну, впровадження схем багатостороннього безпечного обчислення з порогами є надзвичайно перспективним вибором, який може підвищити безпеку управління ключами та знизити ризик компрометації єдиного вузла.
Підтримка FHE в віртуальній машині Ethereum
Для реалізації FHE в блокчейні найкращим способом є пакетування його в універсальну бібліотеку коду смарт-контрактів. Це вимагає, щоб віртуальна машина смарт-контрактів заздалегідь підтримувала специфічний набір команд для складних математичних операцій та шифрування, необхідних для FHE.
Як широко використовувана та довго перевірена віртуальна машина, EVM природно стала вибором номер один для реалізації FHE. У цій галузі компанія Zama представила повністю гомоморфне EVM - fhEVM, що підтримує реалізацію приватних обчислень на Solidity.
Основні характеристики fhEVM включають:
Підтримка операцій FHE через попередньо скомпільовані контракти з інтеграцією відкритої бібліотеки гомоморфного шифрування Zama
створення специфічної пам'яті та сховища EVM для повністю гомоморфного шифрування
Механізм розшифрування, розроблений на основі розподіленого порогового протоколу
Бібліотека контрактів Solidity, що знижує поріг для розробки
fhEVM забезпечує міцну основу для технології FHE у блокчейн-додатках, але при переході до практичного застосування можуть виникнути численні виклики.
Рішення Rollup на основі повністю гомоморфного шифрування
Простий fhEVM не може утворити повноцінну екосистему, необхідно спиратися на архітектуру рівня публічної блокчейн або використовувати рішення Layer2/Layer3. Враховуючи особливості FHE, поєднання fhEVM з технологією Rollup для створення рішення Layer2 типу FHE-Rollups стає можливим напрямком.
Fhenix як піонер активно досліджує рішення FHE-Rollups. Враховуючи технічну складність, Fhenix обрав рішення на основі Optimistic Rollups.
Технічний стек Fhenix в основному включає:
Варіант доказувача шахрайства Arbitrum Nitro
Основна бібліотека fheOS
Порогова служба мережі (TSN)
На основі цього технічного стеку Fhenix випустила першу публічну версію Fhenix Frontier, яка надає всеосяжні інструменти для розробки та документацію.
Ланцюг-незалежний FHE ко-процесор
Fhenix впроваджує модуль Relay, що дозволяє різноманітним публічним блокчейнам, мережам L2 та L3 підключатися до FHE Coprocessors для використання функцій FHE. Щоб подолати обмеження тривалого періоду викликів FHE-Rollups, Fhenix у партнерстві з EigenLayer надає через механізм Restaking швидший сервісний канал для FHE Coprocessors.
Процес використання FHE Coprocessors включає:
Виклик FHE Coprocessor через смарт-контракти
Запит на чергу Relay контракту
Запит на переадресацію до Fhenix Rollup
Виконання обчислень FHE
Вихід розшифрування мережі порога
Результат повертається назад до контракту
Перевірка контракту та надсилання результату
Договори продовжують виконання
Сценарії застосування FHE
Технології FHE демонструють великий потенціал у сферах повністю гомоморфного шифрування, DeFi та AI:
Приватність захищених повністю ланцюгових ігор: забезпечення шифрування для ігрових економік, запобігання маніпуляціям у реальному часі, захист приватності гравців
DeFi/MEV: захист чутливих даних у DeFi, зменшення поганих поведінок MEV
AI: захист індивідуальних даних приватності, реалізація безпечного навчання моделей AI
Огляд екосистеми FHE
Окрім компаній Zama та Fhenix, що надають послуги в галузі ключових технологій, в екосистемі FHE також є ряд проектів, на які варто звернути увагу:
Сонцезахисний крем: власний компілятор повністю гомоморфного шифрування
Mind Network: поєднання FHE мережі з EigenLayer
PADO Labs: децентралізована обчислювальна мережа, що об'єднує ZKP та повністю гомоморфне шифрування
Arcium: Паралельна мережа конфіденційних обчислень
Inco Network: оптимізація ефективності обчислень повністю гомоморфного шифрування в Layer1
Treat: FHE Layer3 екосистеми Shiba
octra: підтримає мережу FHE з ізольованим середовищем виконання
BasedAI: Розподілена мережа, що впроваджує функцію повністю гомоморфного шифрування для LLM
Encifher: зосереджений на проекті FHEML
Privasea: мережа FHE для ML-інференції в галузі AI
Неприбуткові дослідницькі та освітні установи, такі як FHE.org та FHE Onchain, надають цінні ресурси для екологічного розвитку.
Перспективи технології FHE великі, як тільки основні мережі проектів, таких як Fhenix, запустяться, це принесе інновації та зміни в багатьох сферах. Це наповнене енергією майбутнє вже близько.
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.
повністю гомоморфне шифрування FHE: наступний прорив у приватних обчисленнях Блокчейн
Повністю гомоморфне шифрування: огляд все більш зрілої галузі та потенційні можливості
Технології шифрування відіграють важливу роль у процесі розвитку цивілізації людства, особливо в питаннях безпеки інформації та захисту конфіденційності, виконуючи незамінну функцію. Вони не лише забезпечують надійний захист для передачі та зберігання даних у різних сферах, але й асиметрична система шифрування з відкритими та закритими ключами та хеш-функції були креативно об'єднані Сатоші Накамото у 2008 році, що призвело до створення механізму доказу виконаної роботи для вирішення проблеми подвійного витрачання, стимулюючи народження біткоїна як революційної цифрової валюти та відкриваючи нову еру в індустрії блокчейн.
З розвитком індустрії блокчейн швидко з'являється низка передових технологій шифрування, серед яких найяскравіше виділяються нульове знання, багатосторонні обчислення та повністю гомоморфне шифрування. Ці технології отримали широке використання в різних сценаріях, таких як використання нульового знання в поєднанні з рішеннями Rollup для розв'язання проблеми "неможливого трикутника" у блокчейні, багатосторонні обчислення в поєднанні з системою публічних і приватних ключів для сприяння масовому використанню користувачів. Повністю гомоморфне шифрування, яке вважається одним з святинь шифрування, завдяки своїм унікальним властивостям дозволяє третім особам виконувати обчислення та операції над зашифрованими даними без їх розшифрування, що забезпечує можливість комбінованих обчислень на ланцюгу, відкриваючи нові можливості для різних галузей і сценаріїв.
Повністю гомоморфне шифрування огляд
повністю гомоморфне шифрування(FHE) є основою для дозволу виконання обчислень та операцій над шифротекстом, які можуть безпосередньо відображатися на відкритому тексті, зберігаючи математичні властивості зашифрованих даних незмінними. "Повністю" в FHE означає, що ця гомоморфність досягла нової висоти, дозволяючи виконувати безмежну кількість обчислень та операцій над зашифрованими даними.
У сфері повністю гомоморфного шифрування, Microsoft та Zama продемонстрували безпрецедентну доступність та вплив завдяки своїм видатним відкритим продуктам. Вони забезпечують розробників стабільною та ефективною реалізацією FHE, що значно сприяє постійному розвитку та широкому застосуванню технології FHE.
SEAL від Microsoft - це бібліотека, яка підтримує повністю гомоморфне шифрування та часткове гомоморфне шифрування, що надає ефективний C++ інтерфейс, інтегрує безліч оптимізованих алгоритмів та технологій, що суттєво покращує обчислювальну продуктивність та ефективність.
TFHE від Zama - це відкритий бібліотека, що фокусується на високопродуктивному повністю гомоморфному шифруванні, яка надає послуги через інтерфейс на мові C, використовуючи ряд передових технологій оптимізації та алгоритмів, з метою досягнення швидшої швидкості обчислень та нижчого споживання ресурсів.
Основні етапи роботи FHE включають:
У практиці повністю гомоморфного шифрування управління ключем для розшифровки має вирішальне значення. Щодо блокчейну, впровадження схем багатостороннього безпечного обчислення з порогами є надзвичайно перспективним вибором, який може підвищити безпеку управління ключами та знизити ризик компрометації єдиного вузла.
Підтримка FHE в віртуальній машині Ethereum
Для реалізації FHE в блокчейні найкращим способом є пакетування його в універсальну бібліотеку коду смарт-контрактів. Це вимагає, щоб віртуальна машина смарт-контрактів заздалегідь підтримувала специфічний набір команд для складних математичних операцій та шифрування, необхідних для FHE.
Як широко використовувана та довго перевірена віртуальна машина, EVM природно стала вибором номер один для реалізації FHE. У цій галузі компанія Zama представила повністю гомоморфне EVM - fhEVM, що підтримує реалізацію приватних обчислень на Solidity.
Основні характеристики fhEVM включають:
fhEVM забезпечує міцну основу для технології FHE у блокчейн-додатках, але при переході до практичного застосування можуть виникнути численні виклики.
Рішення Rollup на основі повністю гомоморфного шифрування
Простий fhEVM не може утворити повноцінну екосистему, необхідно спиратися на архітектуру рівня публічної блокчейн або використовувати рішення Layer2/Layer3. Враховуючи особливості FHE, поєднання fhEVM з технологією Rollup для створення рішення Layer2 типу FHE-Rollups стає можливим напрямком.
Fhenix як піонер активно досліджує рішення FHE-Rollups. Враховуючи технічну складність, Fhenix обрав рішення на основі Optimistic Rollups.
Технічний стек Fhenix в основному включає:
На основі цього технічного стеку Fhenix випустила першу публічну версію Fhenix Frontier, яка надає всеосяжні інструменти для розробки та документацію.
Ланцюг-незалежний FHE ко-процесор
Fhenix впроваджує модуль Relay, що дозволяє різноманітним публічним блокчейнам, мережам L2 та L3 підключатися до FHE Coprocessors для використання функцій FHE. Щоб подолати обмеження тривалого періоду викликів FHE-Rollups, Fhenix у партнерстві з EigenLayer надає через механізм Restaking швидший сервісний канал для FHE Coprocessors.
Процес використання FHE Coprocessors включає:
Сценарії застосування FHE
Технології FHE демонструють великий потенціал у сферах повністю гомоморфного шифрування, DeFi та AI:
Огляд екосистеми FHE
Окрім компаній Zama та Fhenix, що надають послуги в галузі ключових технологій, в екосистемі FHE також є ряд проектів, на які варто звернути увагу:
Неприбуткові дослідницькі та освітні установи, такі як FHE.org та FHE Onchain, надають цінні ресурси для екологічного розвитку.
Перспективи технології FHE великі, як тільки основні мережі проектів, таких як Fhenix, запустяться, це принесе інновації та зміни в багатьох сферах. Це наповнене енергією майбутнє вже близько.