Появление технологии полностью гомоморфного шифрования: Экологическая ситуация и возможности развития

Технологии шифрования играют важную роль в прогрессе человеческой цивилизации, особенно в области информационной безопасности и защиты личной информации. Они обеспечивают защиту передачи и хранения данных в различных областях, а их асимметричная система публичных и частных ключей и хеш-функции стали основой возникновения Биткойна, открыв новую эру блокчейна.

С развитием индустрии блокчейна появляется ряд передовых технологий шифрования, среди которых наибольшее внимание привлекают нулевые доказательства, многопартитные вычисления и полностью гомоморфное шифрование. Эти технологии широко применяются в различных сценариях, таких как использование нулевых доказательств в сочетании с Rollup для решения проблемы масштабируемости блокчейна и многопартитные вычисления, способствующие массовому применению пользовательских входов. Полностью гомоморфное шифрование, как важный прорыв в области шифрования, позволяет выполнять произвольные вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки, открывая новые возможности для различных областей.

Полностью гомоморфное шифрование: обзор

полностью гомоморфное шифрование(FHE) позволяет выполнять вычисления и операции с зашифрованными данными, которые могут быть напрямую сопоставлены с открытыми данными, сохраняя математические свойства зашифрованных данных неизменными. FHE поддерживает бесконечное количество вычислений и операций с зашифрованными данными.

Хотя математические принципы FHE сложны, их основной процесс можно обобщить как: генерация ключа, шифрование данных, выполнение гомоморфного вычисления, дешифрование результатов. На практике управление дешифровочным ключом имеет решающее значение. Для блокчейна введение пороговых многопартийных безопасных вычислений является перспективным вариантом, который может повысить безопасность управления ключами и снизить риск единой точки.

fhEVM:база полностью гомоморфного шифрования

Чтобы применить FHE в блокчейне, идеальным способом будет упаковать его в кодовую библиотеку смарт-контрактов. Это требует поддержки виртуальной машиной сложных математических операций, необходимых для FHE. EVM становится предпочтительным вариантом для реализации FHE, а fhEVM, выпущенный компанией Zama, является полностью гомоморфным EVM, поддерживающим реализацию приватных вычислений на Solidity.

Основные характеристики fhEVM включают:

• Поддержка операций FHE через предварительно скомпилированные контракты
• Создание специализированной памяти и хранилища EVM для полностью гомоморфного шифрования
• Механизм расшифровки, основанный на распределенном пороговом протоколе
• Библиотека контрактов Solidity, снижающая порог входа для разработчиков

FHE-Rollups: создание экосистемы FHE

fhEVM требует опоры на архитектуру публичной цепи или решения Layer2/Layer3. Fhenix, как первопроходец, исследует сочетание fhEVM с технологией Rollup для создания решения Layer2 типа FHE-Rollups.

Технический стек Fhenix включает:

• Вариант доказательства мошенничества Arbitrum Nitro
• Ядро библиотеки fheOS
• Сетевое сервисное пороговое значение(TSN)

Fhenix выпустил первую публичную версию Frontier, предлагающую библиотеку кода смарт-контрактов, API Solidity, инструменты для разработки и т.д.

FHE Копроцессоры: Кросс-чейн FHE решение

Fhenix внедряет модуль Relay, позволяя различным публичным блокчейнам и сетям Layer2/3 подключаться к функционалу FHE. Чтобы преодолеть проблему длительного времени доказательства, Fhenix сотрудничает с EigenLayer, повышая эффективность FHE Coprocessors через механизм Restaking.

Процесс использования FHE сопроцессоров прост и понятен, включает в себя этапы вызова, очередь запросов, пересылку, выполнение, шифрование и возврат результата.

Перспективы применения FHE

FHE демонстрирует широкие перспективы применения в таких областях, как полная цепочка игр, DeFi и ИИ:

• Полная цепочка игр: защита конфиденциальности игроков, предотвращение манипуляций в реальном времени
• DeFi/MEV: Защита конфиденциальных данных, снижение рисков MEV
• AI: Защита персональных данных для обучения моделей

Обзор экосистемы FHE

Кроме Zama и Fhenix, в экосистеме FHE есть несколько других проектов, на которые стоит обратить внимание:

• Солнцезащитный крем: собственная разработка FHE компилятора
• Mind Network: Сеть FHE, объединенная с EigenLayer
• PADO Labs: вычислительная сеть, объединяющая ZKP и полностью гомоморфное шифрование
• Arcium: Параллельная сеть защищенных вычислений
• Inco Network: Оптимизация вычислений полностью гомоморфного шифрования на уровне 1
• Treat: FHE Layer3 экосистемы Shiba
• octra: поддержка сети FHE с изолированным исполняемым окружением
• BasedAI: Внедрение функции полного гомоморфного шифрования для LLM
• Encifher: проект, сосредоточенный на FHEML
• Privasea: сеть FHE для области ИИ

Некоммерческие организации, такие как FHE.org и FHE Onchain, предоставляют ресурсы для академических исследований и образовательной деятельности.

Перспективы технологии FHE блестящие, она обещает принести инновации и прорывы в нескольких областях. С развитием таких проектов, как Fhenix, FHE откроет новые возможности для применения блокчейна.