Mã hóa đồng cấu hoàn toàn: Kỷ nguyên mới của quyền riêng tư và tính toán

Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện các phép toán trên dữ liệu mã hóa mà không cần giải mã trước. Khái niệm này được đề xuất lần đầu vào những năm 1970, nhưng chỉ đến năm 2009 mới đạt được những tiến bộ đột phá. Đặc điểm cốt lõi của FHE là tính đồng cấu, tức là việc thực hiện các phép toán cộng hoặc nhân trên văn bản mã hóa tương đương với việc thực hiện các phép toán tương tự trên văn bản rõ.

Khác với một số mã hóa đồng cấu (PHE) và một loại mã hóa đồng cấu (SHE), FHE hỗ trợ phép cộng và phép nhân vô hạn, cho phép thực hiện các tính toán tùy ý trên dữ liệu đã mã hóa. Tính năng này khiến FHE có tiềm năng lớn trong việc bảo vệ quyền riêng tư và an ninh dữ liệu.

FHE có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực blockchain. Nó có thể biến đổi blockchain minh bạch thành hình thức mã hóa một phần, đồng thời giữ lại sự kiểm soát của hợp đồng thông minh. Điều này mở ra khả năng cho các ứng dụng như thanh toán riêng tư, trò chơi mã hóa, đồng thời giữ lại biểu đồ giao dịch để phục vụ cho việc quản lý. FHE cũng có thể cải thiện trải nghiệm người dùng của các dự án riêng tư thông qua việc truy xuất thông điệp riêng tư (OMR).

FHE và chứng minh không kiến thức (ZKP) là những công nghệ bổ sung cho nhau. ZKP cung cấp tính toán có thể xác minh và thuộc tính không kiến thức, trong khi FHE cho phép tính toán trên dữ liệu mã hóa. Việc kết hợp sử dụng hai công nghệ này có thể giải quyết các thách thức phức tạp hơn về quyền riêng tư và khả năng mở rộng.

Hiện tại, sự phát triển của mã hóa đồng cấu (FHE) chậm hơn khoảng 3-4 năm so với chứng minh không kiến thức (ZKP), nhưng đang nhanh chóng bắt kịp. Các dự án FHE thế hệ đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm và dự kiến sẽ ra mắt mạng chính vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng áp dụng quy mô lớn của FHE là rất lớn.

Các thách thức chính mà FHE phải đối mặt bao gồm hiệu suất tính toán và quản lý khóa. Tính toán mật độ của các hoạt động khởi động đang được giảm bớt thông qua các cải tiến thuật toán và tối ưu hóa kỹ thuật. Quản lý khóa cần phát triển hơn nữa để vượt qua vấn đề điểm duy nhất thất bại.

Thị trường FHE thu hút nhiều dự án và đầu tư đổi mới. Các công ty như Zama, Sunscreen, Fhenix đang phát triển các công cụ và giải pháp FHE. Các công ty đầu tư mạo hiểm cũng tích cực đầu tư vào lĩnh vực FHE, đánh giá cao tiềm năng của nó.

Môi trường quản lý FHE khác nhau theo từng khu vực. Mặc dù quyền riêng tư dữ liệu thường được hỗ trợ, nhưng quyền riêng tư tài chính vẫn là một vùng xám. FHE có khả năng tăng cường bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu, đồng thời duy trì lợi ích xã hội.

Với sự tiến bộ liên tục của lý thuyết, phần mềm, phần cứng và thuật toán, FHE dự kiến sẽ đạt được những tiến bộ đáng kể trong vòng 3-5 năm tới. Nó hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự đổi mới trong các ứng dụng khác nhau trong hệ sinh thái mã hóa, giải quyết các vấn đề quan trọng về khả năng mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư của blockchain.