FHE: Con đường tương lai của tính toán bảo mật

Mã hóa hoàn toàn đồng nhất ( FHE ) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép tính toán trực tiếp trên dữ liệu được mã hóa, từ đó thực hiện xử lý dữ liệu trong khi bảo vệ quyền riêng tư. FHE có nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực tài chính, y tế, điện toán đám mây, nhưng do chi phí tính toán lớn, hiện tại vẫn còn một khoảng cách trước khi có thể thương mại hóa.

Nguyên tắc cơ bản của FHE là chuyển đổi dữ liệu rõ thành dạng đa thức để mã hóa, sau đó thực hiện các phép toán trên dữ liệu mã hóa. Để kiểm soát sự gia tăng tiếng ồn, FHE áp dụng các công nghệ như chuyển đổi khóa, chuyển đổi mô-đun và tự khởi động. Hiện tại, các giải pháp FHE phổ biến bao gồm BGV, BFV, CKKS.

Các thách thức chính mà FHE phải đối mặt là hiệu suất tính toán, chậm hơn khoảng một triệu lần so với tính toán thông thường. Để giải quyết điều này, DARPA của Mỹ đã khởi động chương trình DPRIVE, nhằm cải thiện tốc độ tính toán của FHE lên 1/10 so với tính toán thông thường. Chương trình này tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất FHE thông qua việc tăng độ dài từ xử lý, phát triển chip ASIC chuyên dụng, và xây dựng kiến trúc song song.

Trong lĩnh vực blockchain, FHE có thể được sử dụng để bảo vệ quyền riêng tư trên chuỗi, quyền riêng tư dữ liệu đào tạo AI, bỏ phiếu riêng tư và nhiều tình huống khác. Hiện tại đã có nhiều dự án đang khám phá sự kết hợp giữa FHE và blockchain, chẳng hạn như Zama, Fhenix, Octra, v.v. Trong đó, Zama đã xây dựng một chuỗi công cụ phát triển tương đối hoàn chỉnh dựa trên TFHE, trong khi Octra đưa ra một cách thực hiện FHE mới dựa trên siêu đồ thị.

Mặc dù FHE hiện vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng với sự phát triển của phần cứng liên quan và nhiều nguồn vốn đầu tư hơn, triển vọng tương lai của nó rất rộng lớn. FHE được kỳ vọng sẽ mang lại những thay đổi sâu sắc cho các ngành như quốc phòng, tài chính, y tế, và giải phóng tiềm năng lớn của dữ liệu riêng tư.