FHE, ZK ve MPC: Üç Gelişmiş Şifreleme Tekniğinin Karşılaştırması

Şifreleme alanında, tamamen homomorfik şifreleme (FHE), sıfır bilgi kanıtı (ZK) ve çok taraflı güvenli hesaplama (MPC), dikkate değer üç ileri teknoloji olarak öne çıkmaktadır. Her ne kadar verilerin gizliliğini ve güvenliğini koruma amacına sahip olsalar da, belirli uygulama senaryoları ve teknik özellikler açısından önemli farklılıklar göstermektedir. Bu makalede, bu üç teknolojinin derinlemesine karşılaştırması yapılacak ve okuyuculara bunların benzersiz yönlerini daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.

Sıfır Bilgi Kanıtı(ZK): Kanıtlamak ama ifşa etmemek

Sıfır Bilgi Kanıtı teknolojisinin temeli, herhangi bir somut bilgi sızdırmadan belirli bir ifadenin doğruluğunu nasıl doğrulayabileceğimizdir. Bu teknoloji sağlam bir şifreleme temeli üzerine inşa edilmiştir.

Araç kiralama örneğini ele alalım, Alice'in araç kiralama şirketi çalışanı Bob'a kredi durumunun iyi olduğunu kanıtlamak istediğini ancak detaylı banka hesap özetleri vermek istemediğini varsayalım. Bu durumda, banka veya ödeme yazılımı tarafından sağlanan "kredi puanı" bir tür sıfır bilgi kanıtı olarak kabul edilebilir. Alice, herhangi bir hesap detayı ifşa etmeden kredi puanının standartlara uygun olduğunu kanıtlayabilir.

Blockchain uygulamalarında, ZK teknolojisinin tipik bir örneği anonim paralardır. Kullanıcılar transfer yaparken, hem anonim kalmaları hem de işlem yapmak için yeterli paraya sahip olduklarını kanıtlamaları gerekir ( çift harcama ) önlemek için. ZK kanıtları üreterek, madenciler işlemcinin kimliğini bilmeden işlemin geçerliliğini doğrulayabilir ve bunu zincire ekleyebilir.

Çok Taraflı Güvenli Hesaplama(MPC): Ortak Hesaplama Ancak Sızdırma Olmadan

Çok taraflı güvenli hesaplama teknolojisi, birden fazla katılımcının hassas bilgileri ifşa etmeden güvenli bir şekilde ortak hesaplama yapmasını sağlamayı amaçlamaktadır.

Klasik bir MPC uygulama senaryosu şudur: Alice, Bob ve Carol, ortalama maaşlarını hesaplamak istiyorlar, ancak birbirlerine maaş bilgilerini açıklamak istemiyorlar. MPC, karmaşık matematiksel işlemler aracılığıyla, nihayetinde ortalama değer elde etmelerine olanak tanır ve herhangi bir bireysel maaş bilgisinin sızmasını engeller.

Kripto para alanında, MPC teknolojisi cüzdan güvenliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı işlem platformları tarafından sunulan MPC cüzdanları, özel anahtarları kullanıcı telefonunda, bulutta ve borsa gibi çeşitli konumlarda dağıtarak depolar. Bu yöntem hem güvenliği artırmakta hem de özel anahtarın geri kazanılabilirliğini yükseltmektedir. Kullanıcı telefonunu kaybetse bile, diğer parçalarla özel anahtar yeniden oluşturulabilir.

Tam Eşitli Şifreleme ( FHE ): Şifrelenmiş durumda hesaplama

Tam homomorfik şifreleme teknolojisinin çözdüğü sorun şudur: Hassas verilerin nasıl şifreleneceği, böylece üçüncü tarafların şifreyi çözmeden üzerinde hesaplama yapabilmesi ve hesaplama sonuçlarının hala orijinal veri sahibinin doğru bir şekilde çözebileceği şekilde olması.

FHE'nin tipik bir uygulama alanı, bulut bilişim ortamındaki hassas veri işleme süreçleridir. Örneğin, sağlık kuruluşları şifrelenmiş hasta kayıtlarını bulut sunucusuna yükleyebilir, bulut sunucusu verileri şifreyi çözmeden analiz edebilir ve en sonunda şifrelenmiş analiz sonuçlarını sağlık kuruluşuna geri gönderebilir. Bu, yalnızca hasta gizliliğini korumakla kalmaz, aynı zamanda ilgili mevzuat gerekliliklerine de uyum sağlar.

Blok zinciri alanında, FHE teknolojisi bazı PoS( hak kanıtı) ağlarındaki sorunları çözmek için kullanılabilir. Örneğin, bazı küçük PoS ağlarında, düğümler büyük düğümlerin doğrulama sonuçlarını basitçe takip etme eğiliminde olabilirler, her işlemi bağımsız olarak doğrulamak yerine. FHE teknolojisinin uygulanmasıyla, düğümlerin diğer düğümlerin yanıtlarını bilmeden blok doğrulaması yapması sağlanarak ağın merkezsizlik derecesi artırılabilir.

Teknolojik Karmaşıklık Karşılaştırması

Bu üç teknolojinin uygulanabilirlik zorluğu açısından da farklılıklar vardır:

• ZK teorik olarak güçlüdür, ancak etkili ve uygulanması kolay protokoller genellikle derin bir matematik ve programlama bilgisi gerektirir.
• MPC, gerçek uygulamalarda çok taraflı koordinasyon ve iletişim verimliliği gibi sorunları çözmesi gerekmektedir, özellikle katılımcı sayısı fazla olduğunda, maliyet çok yüksek olabilir.
• FHE kavramı çekici olsa da, karmaşık şifreleme algoritmaları pratik uygulamalarda hesaplama verimliliğinin düşük olmasına neden oluyor, bu hala ana engeli.

Sonuç

Dijitalleşmenin sürekli derinleşmesiyle birlikte, veri güvenliği ve kişisel gizliliğin korunması konusunda karşılaşılan zorluklar giderek artmaktadır. ZK, MPC ve FHE bu üç gelişmiş şifreleme teknolojisi, bu zorluklarla başa çıkmamız için güçlü araçlar sunmaktadır. Her biri farklı senaryolar altında önemli roller üstlenmekte ve birlikte dijital dünyanın güvenlik hattını oluşturmakta.