FHE: Şifreleme hesaplamanın gelecekteki yolu

Tam eşitlikte şifreleme ( FHE ), şifrelenmiş veriler üzerinde doğrudan hesaplamalara izin veren gelişmiş bir kriptografi tekniğidir. Bu, gizliliği korurken veri işlemenin gerçekleştirilmesini sağlar. FHE, finans, sağlık, bulut bilişim gibi birçok alanda potansiyel uygulamalara sahiptir, ancak şu anda ticarileşmesi zaman alacaktır, esas olarak büyük hesaplama ve bellek maliyetleri nedeniyle.

FHE'nin Temel Prensipleri

FHE'nin temelinde, orijinal bilgiyi gizlemek için çok terimli kullanmak vardır. Örneğin, sayıyı 2'yi şifrelemek için şu şekilde yapılabilir:

1. Bir anahtar polinomunu seçin s(x)
2. Rastgele bir çok terimli oluştur a(x)
3. Küçük bir "gürültü" polinomu e(x) oluştur.
4. şifreleme sonucu c(x) = 2 + a(x)*s(x) + e(x)

Gürültünün eklenmesi, anahtarın tahmin edilmesini önlemek için birden fazla giriş yoluyla yapılmıştır. Ancak gürültü de sorunlar getirmiştir - birden fazla hesaplama, gürültünün birikmesine neden olur ve sonuçların doğru bir şekilde şifre çözülmesini engeller. Bu sorunu çözmek için, FHE birkaç teknik kullanmıştır:

• Anahtar geçişi: Sıkıştırılmış şifrelenmiş metin boyutu
• Modül geçişi: Gürültü bütçesini azalt
• Kendi kendine başlatma: Gürültüyü başlangıç seviyesine sıfırlama

Günümüzdeki ana akım FHE çözümleri kendi kendine başlatma teknolojisini kullanıyor, ancak hesaplama maliyeti oldukça büyük. Normal bir AES-128 şifre çözme, FHE altında normal hesaplamanın 500 milyon katı kaynak gerektirebilir.

FHE'nin Karşılaştığı Zorluklar

DARPA, 2021 yılında DPRIVE programını başlattı ve FHE hesaplama hızını normal hesaplamanın 1/10'una çıkarmayı hedefliyor. Program, aşağıdaki birkaç alandan başlayarak çalışmaktadır:

1. İşlemci kelime uzunluğunu 1024 bit veya daha yükseğe artırın
2. Özel ASIC işlemcileri geliştirmek
3. MIMD paralel mimarisi inşa etme

Buna rağmen, DPRIVE planı beklenen hedeflere ulaşamadı. FHE teknolojisinin uygulanması hala büyük zorluklarla karşı karşıya, özellikle donanım açısından.

FHE'nin blokzincirindeki uygulamaları

Blockchain alanında, FHE zincir üzerindeki gizliliği, AI eğitim verisi gizliliğini, zincir üzerindeki oy gizliliğini korumak için kullanılabilir. Bazı projeler FHE'yi MEV sorununu çözmek için potansiyel bir çözüm olarak görmektedir. Ancak tamamen şifrelenmiş işlemler, MEV'nin sağladığı olumlu etkileri ortadan kaldırabilir ve aynı zamanda düğüm işletme gereksinimlerini büyük ölçüde artırabilir.

Ana FHE Projeleri

Şu anda ana FHE projeleri şunlardır:

• Zama: TFHE planına dayalı, tam bir geliştirme yığını sağlar
• Fhenix: Gizlilik öncelikli Optimism Layer 2 inşa etmek
• Privasea: LLM veri hesaplamasına odaklanır
• Inco Network: FHE Layer 1'i inşa etme
• Arcium: FHE, MPC ve ZK teknolojilerini birleştirir
• Zihin Ağı: Restaking modelini birleştir

Octra, hypergraf tabanlı yenilikçi FHE teknolojisi kullanarak yeni bir akıllı sözleşme dili ve ML-consensus konsensüs mekanizması geliştirmiştir.

Gelecek

FHE teknolojisi hala erken aşamada, gelişimi ZK teknolojisinin gerisinde kalıyor. Başlıca kısıtlayıcı faktörler arasında yüksek maliyet, mühendislik zorluğu ve ticari geleceğin belirsizliği yer alıyor. Daha fazla fon ve ilginin akmasıyla, daha fazla FHE projesinin ortaya çıkması bekleniyor. FHE yongalarının devreye girmesi, bu teknolojinin ticarileşmesinde anahtar olacak.

Birçok zorlukla karşılaşmasına rağmen, FHE geniş bir geleceğe sahip bir teknoloji olarak, savunma, finans, sağlık gibi alanlarda derin değişiklikler getirmeyi vaat ediyor. Teknolojinin ilerlemesi ve uygulama alanlarının genişlemesi ile FHE nihayetinde patlama anını yaşayacak.