Применение и развитие полностью гомоморфного шифрования в области Блокчейн

Технологии шифрования играли важную роль в прогрессе человеческой цивилизации, особенно они незаменимы в области информационной безопасности и защиты конфиденциальности. Технологии, такие как асимметричное шифрование и хеш-функции, заложили основу для появления Биткойна и открыли новую эпоху Блокчейна. С развитием отрасли постоянно появляются передовые технологии, такие как доказательства с нулевым разглашением, многопартийные вычисления и полностью гомоморфное шифрование. Полностью гомоморфное шифрование (FHE), являясь одним из святых граалей криптографии, позволяет выполнять произвольные вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки, открывая новые возможности для различных областей.

Обзор полностью гомоморфного шифрования

Полностью гомоморфное шифрование ( FHE ) позволяет выполнять неограниченное количество вычислений и операций с зашифрованными данными, сохраняя при этом математические свойства, аналогичные открытым данным. Реализация FHE основана на сложных математических алгоритмах, что требует значительных вычислительных ресурсов. В настоящее время SEAL от Microsoft и TFHE от Zama являются двумя основными открытыми библиотеками FHE.

Основной процесс FHE включает: генерацию ключевой пары, шифрование данных, выполнение гомоморфного вычисления, расшифровку результатов. Управление ключом расшифровки имеет решающее значение, для повышения безопасности можно использовать схемы пороговых многопартийных безопасных вычислений.

Реализация полностью гомоморфного шифрования на Блокчейне

Применение полностью гомоморфного шифрования (FHE) в Блокчейне идеальным образом заключается в упаковке его в библиотеку кода смарт-контрактов. Это требует, чтобы виртуальная машина поддерживала определенный набор инструкций, необходимых для FHE. fhEVM — это полностью гомоморфная EVM, разработанная компанией Zama, которая поддерживает реализацию вычислений с конфиденциальностью на Solidity. Она предоставляет поддержку операций FHE через предкомпилированные контракты и разработала специализированные области памяти для хранения FHE шифротекстов.

Решение FHE-Rollups

Fhenix представил решение Layer2 FHE-Rollups, сочетая fhEVM с технологией Rollup. Он использует схему Optimistic Rollups, включая компоненты, такие как доказательство мошенничества, основной библиотека fheOS и сеть сервисов с пороговым шифрованием. Fhenix Frontier выпустил первую публичную версию, предоставляя соответствующие инструменты разработки и документацию.

FHE Копроцессоры, независимые от цепочки

Fhenix вводит модуль Relay, позволяющий различным блокчейн-сетям подключаться к FHE сопроцессорам. Благодаря механизму Restaking от EigenLayer повышается эффективность FHE сопроцессоров. Процесс использования включает в себя вызов контрактов приложений, пересылку Relay, вычисления FHE, проверку результатов и другие этапы.

Применение FHE

Технология FHE имеет широкие перспективы применения в таких областях, как игры на блокчейне, DeFi и ИИ:

• Обеспечение шифрования для игр, предотвращение манипуляций в реальном времени
• Защита чувствительных данных в DeFi, снижение рисков MEV
• Проведение обучения моделей ИИ с учетом защиты конфиденциальности

Развитие экосистемы FHE

Помимо Zama и Fhenix, экосистема FHE также включает в себя такие проекты, как Sunscreen, Mind Network, PADO Labs, Arcium и многие другие. Неприбыльные организации, такие как FHE.org и FHE Onchain, вносят вклад в академические исследования и просвещение.

Технология FHE получила широкое признание, включая поддержку со стороны основателя Ethereum Виталика Бутерина. С появлением новых проектов и постоянным притоком средств на рынок, технология FHE имеет все шансы на взрывное развитие.