chiffrement homomorphe complet: aperçu d'un secteur en pleine maturation et opportunités potentielles
La technologie de la cryptographie joue un rôle important dans le processus de la civilisation humaine, en particulier dans le domaine de la sécurité de l'information et de la protection de la vie privée, où elle a un rôle irremplaçable. Elle offre non seulement une protection solide pour le transfert et le stockage de données dans divers domaines, mais son système de clés publique et privée de chiffrement asymétrique et sa fonction de hachage ont été créativement fusionnés par Satoshi Nakamoto en 2008, concevant un mécanisme de preuve de travail pour résoudre le problème de la double dépense, ce qui a conduit à la naissance de Bitcoin, cette monnaie numérique révolutionnaire, ouvrant une nouvelle ère pour l'industrie de la blockchain.
Avec le développement rapide de l'industrie de la blockchain, une série de technologies cryptographiques de pointe émergent constamment, parmi lesquelles les preuves à divulgation nulle de connaissance, le calcul multipartite et le chiffrement homomorphe complet sont les plus remarquables. Ces technologies ont été largement appliquées dans plusieurs scénarios, comme l'utilisation des preuves à divulgation nulle de connaissance associées aux solutions Rollup pour résoudre le problème du "triangle impossible" de la blockchain, et le calcul multipartite combiné aux systèmes de clés publiques et privées pour promouvoir l'application à grande échelle des points d'entrée des utilisateurs. Considéré comme l'un des Saint Graal de la cryptographie, le chiffrement homomorphe complet, grâce à ses caractéristiques uniques, permet à un tiers d'effectuer un nombre illimité de calculs et d'opérations sur des données chiffrées sans décryptage, réalisant ainsi un calcul de confidentialité en chaîne combinable, offrant de nouvelles possibilités dans plusieurs domaines et scénarios.
Chiffrement homomorphe complet : aperçu
Le chiffrement homomorphe complet ( FHE ) repose sur la capacité de calculer et d'opérer sur des données chiffrées, ces opérations pouvant être directement mappées sur les données en clair, tout en préservant les propriétés mathématiques des données chiffrées. Le "complet" dans FHE signifie que cette homomorphie atteint un nouveau sommet, permettant un nombre illimité de calculs et d'opérations sur les données chiffrées.
Dans le domaine du FHE, Microsoft et Zama ont démontré une utilisabilité et une influence inégalées grâce à leurs excellents produits open source. Ils offrent aux développeurs des implémentations FHE stables et efficaces, ce qui a largement contribué au développement continu et à l'application étendue de la technologie FHE.
La bibliothèque SEAL de Microsoft prend en charge le chiffrement homomorphe complet et le chiffrement homomorphique partiel, offrant une interface C++ efficace, intégrant de nombreux algorithmes et techniques d'optimisation, ce qui améliore considérablement les performances et l'efficacité des calculs.
La TFHE de Zama est une bibliothèque open source axée sur le chiffrement homomorphe complet haute performance, fournissant des services via une interface en C, utilisant une série de techniques et d'algorithmes d'optimisation avancés, visant à réaliser une vitesse de calcul plus rapide et une consommation de ressources plus faible.
Le processus opérationnel de base du chiffrment homomorphe complet (FHE) comprend :
Générer une clé
Chiffrement des données
Effectuer un calcul homomorphe
Résultat du déchiffrement
Dans la pratique du chiffrement homomorphe complet, la gestion des clés de déchiffrement est cruciale. Pour la blockchain, l'introduction d'un schéma de calcul sécurisé multipartite avec seuil est un choix très prometteur, permettant d'améliorer la sécurité de la gestion des clés et de réduire le risque de compromission d'un seul nœud.
Machine virtuelle Ethereum prenant en charge le chiffrement homomorphe complet
Pour réaliser l'application du chiffrrement homomorphe complet (FHE) sur la blockchain, la manière idéale est de l'encapsuler en une bibliothèque de code de contrat intelligent générique. Cela nécessite que la machine virtuelle de contrat intelligent prenne en charge à l'avance un ensemble d'instructions spécifiques pour les opérations mathématiques complexes et les opérations de chiffrement nécessaires au FHE.
En tant que machine virtuelle largement adoptée et validée depuis longtemps, l'EVM est naturellement devenue le choix privilégié pour la mise en œuvre du chiffrement homomorphe complet (FHE). Dans ce domaine, la société Zama a lancé le fhEVM, une EVM entièrement homomorphe prenant en charge le chiffrement de la confidentialité avec Solidity.
Les caractéristiques clés de fhEVM comprennent :
En fournissant un support pour les opérations FHE via des contrats précompilés intégrant la bibliothèque FHE open source de Zama
Créer des zones de mémoire et de stockage EVM spécifiques pour le chiffrement homomorphe complet
Mécanisme de décryptage basé sur un protocole de seuil distribué
Bibliothèque de contrats Solidity pour abaisser le seuil de développement
fhEVM fournit une base solide pour la technologie FHE dans les applications blockchain, mais pourrait faire face à de nombreux défis lors de son adoption dans des applications pratiques.
Solution Rollup basée sur le chiffrement homomorphe complet
Un simple fhEVM ne peut pas constituer un écosystème complet, il doit s'appuyer sur une architecture de niveau de chaîne publique ou adopter des solutions Layer2/Layer3. Compte tenu des caractéristiques de la FHE, combiner fhEVM avec la technologie Rollup pour construire une solution Layer2 de type FHE-Rollups devient une direction réalisable.
Fhenix, en tant que pionnier, explore activement des solutions FHE-Rollups. Compte tenu de la complexité technique, Fhenix a choisi une solution basée sur les Optimistic Rollups.
La pile technologique de Fhenix comprend principalement :
Variante du prouveur de fraude d'Arbitrum Nitro
Bibliothèque principale fheOS
Réseau de services à seuil ( TSN )
Basé sur cette pile technologique, Fhenix a publié la première version publique, Fhenix Frontier, qui offre des outils de développement complets et un support documentaire.
Processeur de co-traitement FHE indépendant de la chaîne
Fhenix a introduit le module Relay, permettant aux diverses chaînes publiques, réseaux L2 et L3 de se connecter aux coprocesseurs FHE pour utiliser les fonctionnalités FHE. Pour surmonter la contrainte de la longue période de défi des FHE-Rollups, Fhenix s'est associé à EigenLayer, offrant un canal de service plus rapide pour les coprocesseurs FHE grâce au mécanisme de Restaking.
Le processus d'utilisation des coprocesseurs FHE comprend :
Appel de contrat d'application au coprocesseur FHE
Demande de file d'attente de contrat Relay
Demande de transfert vers Fhenix Rollup
Exécuter des calculs FHE
Sortie de décryptage du réseau de seuil
Résultat renvoyé au contrat
Vérification du contrat et envoi des résultats
L'application des contrats continue
Scénarios d'application du chiffrement homomorphe complet
La technologie FHE présente un potentiel énorme dans des domaines tels que les jeux sur blockchain, la DeFi et l'IA :
Jeux en chaîne avec protection de la vie privée : fournir une protection par chiffrement pour l'économie du jeu, empêcher la manipulation en temps réel et protéger la vie privée des joueurs.
DeFi/MEV : protéger les données sensibles dans DeFi, réduire les comportements MEV indésirables
IA : Protéger les données de vie privée des individus, réaliser un entraînement de modèles IA sécurisé.
Aperçu de l'écosystème FHE
En plus des sociétés de services technologiques de base Zama et Fhenix, il existe une série de projets intéressants dans l'écosystème FHE :
Crème solaire : compilateur FHE auto-développé
Mind Network : Réseau FHE combiné avec EigenLayer
PADO Labs : réseau de calcul décentralisé intégrant ZKP et chiffrement homomorphique
Arcium : réseau de calcul confidentiel parallèle
Inco Network : une Layer1 qui optimise l'efficacité des calculs de chiffrement homomorphe complet
Traitement : FHE Layer3 de l'écosystème Shiba
octra : prend en charge le réseau FHE avec environnement d'exécution isolé
BasedAI: un réseau distribué introduisant des fonctionnalités de chiffrement homomorphe complet pour LLM
Encifher : projet axé sur le chiffrement homomorphe complet FHEML.
Privasea : Réseau FHE pour l'inférence ML dans le domaine de l'IA
Des institutions de recherche et d'éducation à but non lucratif telles que FHE.org et FHE Onchain fournissent des ressources précieuses pour le développement de l'écosystème.
La technologie FHE a un avenir prometteur. Une fois que des projets comme Fhenix seront en ligne sur leurs réseaux principaux, cela apportera innovation et transformation dans plusieurs domaines. Cet avenir dynamique est déjà à portée de main.
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Anon32942
· Il y a 10h
La vie privée, c'est la liberté.
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OnchainUndercover
· Il y a 10h
Le calcul de la confidentialité est à la mode
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AirDropMissed
· Il y a 10h
L'avenir est prometteur mais il est difficile de gagner de l'argent.
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NFTFreezer
· Il y a 10h
La protection de la vie privée est nécessaire.
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DoomCanister
· Il y a 10h
Le calcul de la confidentialité mérite d'être suivi
Chiffrement homomorphe complet FHE : la prochaine percée en matière de calcul privé sur Blockchain
chiffrement homomorphe complet: aperçu d'un secteur en pleine maturation et opportunités potentielles
La technologie de la cryptographie joue un rôle important dans le processus de la civilisation humaine, en particulier dans le domaine de la sécurité de l'information et de la protection de la vie privée, où elle a un rôle irremplaçable. Elle offre non seulement une protection solide pour le transfert et le stockage de données dans divers domaines, mais son système de clés publique et privée de chiffrement asymétrique et sa fonction de hachage ont été créativement fusionnés par Satoshi Nakamoto en 2008, concevant un mécanisme de preuve de travail pour résoudre le problème de la double dépense, ce qui a conduit à la naissance de Bitcoin, cette monnaie numérique révolutionnaire, ouvrant une nouvelle ère pour l'industrie de la blockchain.
Avec le développement rapide de l'industrie de la blockchain, une série de technologies cryptographiques de pointe émergent constamment, parmi lesquelles les preuves à divulgation nulle de connaissance, le calcul multipartite et le chiffrement homomorphe complet sont les plus remarquables. Ces technologies ont été largement appliquées dans plusieurs scénarios, comme l'utilisation des preuves à divulgation nulle de connaissance associées aux solutions Rollup pour résoudre le problème du "triangle impossible" de la blockchain, et le calcul multipartite combiné aux systèmes de clés publiques et privées pour promouvoir l'application à grande échelle des points d'entrée des utilisateurs. Considéré comme l'un des Saint Graal de la cryptographie, le chiffrement homomorphe complet, grâce à ses caractéristiques uniques, permet à un tiers d'effectuer un nombre illimité de calculs et d'opérations sur des données chiffrées sans décryptage, réalisant ainsi un calcul de confidentialité en chaîne combinable, offrant de nouvelles possibilités dans plusieurs domaines et scénarios.
Chiffrement homomorphe complet : aperçu
Le chiffrement homomorphe complet ( FHE ) repose sur la capacité de calculer et d'opérer sur des données chiffrées, ces opérations pouvant être directement mappées sur les données en clair, tout en préservant les propriétés mathématiques des données chiffrées. Le "complet" dans FHE signifie que cette homomorphie atteint un nouveau sommet, permettant un nombre illimité de calculs et d'opérations sur les données chiffrées.
Dans le domaine du FHE, Microsoft et Zama ont démontré une utilisabilité et une influence inégalées grâce à leurs excellents produits open source. Ils offrent aux développeurs des implémentations FHE stables et efficaces, ce qui a largement contribué au développement continu et à l'application étendue de la technologie FHE.
La bibliothèque SEAL de Microsoft prend en charge le chiffrement homomorphe complet et le chiffrement homomorphique partiel, offrant une interface C++ efficace, intégrant de nombreux algorithmes et techniques d'optimisation, ce qui améliore considérablement les performances et l'efficacité des calculs.
La TFHE de Zama est une bibliothèque open source axée sur le chiffrement homomorphe complet haute performance, fournissant des services via une interface en C, utilisant une série de techniques et d'algorithmes d'optimisation avancés, visant à réaliser une vitesse de calcul plus rapide et une consommation de ressources plus faible.
Le processus opérationnel de base du chiffrment homomorphe complet (FHE) comprend :
Dans la pratique du chiffrement homomorphe complet, la gestion des clés de déchiffrement est cruciale. Pour la blockchain, l'introduction d'un schéma de calcul sécurisé multipartite avec seuil est un choix très prometteur, permettant d'améliorer la sécurité de la gestion des clés et de réduire le risque de compromission d'un seul nœud.
Machine virtuelle Ethereum prenant en charge le chiffrement homomorphe complet
Pour réaliser l'application du chiffrrement homomorphe complet (FHE) sur la blockchain, la manière idéale est de l'encapsuler en une bibliothèque de code de contrat intelligent générique. Cela nécessite que la machine virtuelle de contrat intelligent prenne en charge à l'avance un ensemble d'instructions spécifiques pour les opérations mathématiques complexes et les opérations de chiffrement nécessaires au FHE.
En tant que machine virtuelle largement adoptée et validée depuis longtemps, l'EVM est naturellement devenue le choix privilégié pour la mise en œuvre du chiffrement homomorphe complet (FHE). Dans ce domaine, la société Zama a lancé le fhEVM, une EVM entièrement homomorphe prenant en charge le chiffrement de la confidentialité avec Solidity.
Les caractéristiques clés de fhEVM comprennent :
fhEVM fournit une base solide pour la technologie FHE dans les applications blockchain, mais pourrait faire face à de nombreux défis lors de son adoption dans des applications pratiques.
Solution Rollup basée sur le chiffrement homomorphe complet
Un simple fhEVM ne peut pas constituer un écosystème complet, il doit s'appuyer sur une architecture de niveau de chaîne publique ou adopter des solutions Layer2/Layer3. Compte tenu des caractéristiques de la FHE, combiner fhEVM avec la technologie Rollup pour construire une solution Layer2 de type FHE-Rollups devient une direction réalisable.
Fhenix, en tant que pionnier, explore activement des solutions FHE-Rollups. Compte tenu de la complexité technique, Fhenix a choisi une solution basée sur les Optimistic Rollups.
La pile technologique de Fhenix comprend principalement :
Basé sur cette pile technologique, Fhenix a publié la première version publique, Fhenix Frontier, qui offre des outils de développement complets et un support documentaire.
Processeur de co-traitement FHE indépendant de la chaîne
Fhenix a introduit le module Relay, permettant aux diverses chaînes publiques, réseaux L2 et L3 de se connecter aux coprocesseurs FHE pour utiliser les fonctionnalités FHE. Pour surmonter la contrainte de la longue période de défi des FHE-Rollups, Fhenix s'est associé à EigenLayer, offrant un canal de service plus rapide pour les coprocesseurs FHE grâce au mécanisme de Restaking.
Le processus d'utilisation des coprocesseurs FHE comprend :
Scénarios d'application du chiffrement homomorphe complet
La technologie FHE présente un potentiel énorme dans des domaines tels que les jeux sur blockchain, la DeFi et l'IA :
Aperçu de l'écosystème FHE
En plus des sociétés de services technologiques de base Zama et Fhenix, il existe une série de projets intéressants dans l'écosystème FHE :
Des institutions de recherche et d'éducation à but non lucratif telles que FHE.org et FHE Onchain fournissent des ressources précieuses pour le développement de l'écosystème.
La technologie FHE a un avenir prometteur. Une fois que des projets comme Fhenix seront en ligne sur leurs réseaux principaux, cela apportera innovation et transformation dans plusieurs domaines. Cet avenir dynamique est déjà à portée de main.