Текущее состояние развития технологии FHE и перспективы применения

Криптографические технологии играют важную роль в процессе человеческой цивилизации, особенно в области информационной безопасности и защиты конфиденциальности. В последние годы, с развитием технологий блокчейн, появляются новые передовые криптографические технологии, такие как доказательства нулевого знания, многопартийные вычисления и полностью гомоморфное шифрование. В частности, полностью гомоморфное шифрование (FHE), как "святой грааль" криптографии, позволяет выполнять произвольные вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки, открывая новые возможности для вычислений с конфиденциальностью.

Обзор FHE

Основная особенность полностью гомоморфного шифрования (FHE) заключается в том, что оно позволяет выполнять вычисления и операции над зашифрованными данными, которые могут быть напрямую сопоставлены с открытыми данными. В отличие от частично гомоморфного шифрования и некоторых других типов гомоморфного шифрования, FHE поддерживает неограниченное количество вычислений и операций. В настоящее время SEAL от Microsoft и TFHE от Zama являются двумя относительно зрелыми открытыми библиотеками FHE.

Основные операции FHE включают: генерацию пары ключей, шифрование данных, выполнение гомоморфных вычислений, расшифровку результатов. При этом управление ключом для расшифровки имеет решающее значение; можно рассмотреть возможность использования схемы безопасных вычислений с разделением порога для повышения безопасности.

Применение FHE в блокчейне

Для применения FHE в блокчейне необходимо модифицировать виртуальную машину смарт-контрактов для поддержки набора инструкций, необходимых для FHE. Разработанный компанией Zama fhEVM является полностью однородной EVM, поддерживающей конфиденциальные вычисления на основе Solidity. fhEVM предоставляет поддержку операций FHE, механизм расшифровки на основе распределенного порогового протокола, а также библиотеку смарт-контрактов Solidity, которая снижает порог для разработчиков.

Решение FHE-Rollups

Отдельный fhEVM сложно представить как полную экосистему, поэтому некоторые проекты исследуют возможность сочетания fhEVM с технологией Rollup для создания решения Layer2 типа FHE-Rollups. Fhenix, выступая в роли пионера, использует технологию Optimistic Rollups, сочетая механизмы доказательства мошенничества Arbitrum Nitro, основные библиотеки fheOS и сеть сервисов с пороговым доступом.

Кросс-чейн FHE решение

Fhenix также внедрил модуль Relay, что позволяет различным публичным блокчейнам и сетям Layer2 подключаться к функции FHE. В сочетании с механизмом Restaking от EigenLayer, FHE Coprocessors могут предоставлять более удобные FHE услуги для различных цепочек.

Применение FHE

Технология FHE имеет широкие возможности применения в области полноцепочечных игр, DeFi и ИИ.

• Полная цепочка игр: защита конфиденциальности игроков, предотвращение манипуляций в реальном времени
• DeFi: защита чувствительных данных, снижение риска MEV
• ИИ: Обучение моделей с защитой конфиденциальности

Развитие экосистемы FHE

Кроме Zama и Fhenix, в экосистеме FHE есть и другие проекты, на которые стоит обратить внимание:

• Солнцезащитный крем: собственная разработка компилятора FHE
• Mind Network: объединяющий AI EigenLayer и DePIN сеть
• PADO Labs: Децентрализованная вычислительная сеть, объединяющая ZKP и FHE
• Arcium: Сеть параллельных конфиденциальных вычислений
• Inco Network: основанный на fhEVM Layer1
• Treat: FHE Layer3 экосистемы Shiba
• octra: поддерживает FHE-сеть с изолированной средой выполнения
• BasedAI: Сеть, вводящая функции FHE для LLM
• Encifher: проект, сосредоточенный на FHEML
• Privasea: Сеть FHE для сферы ИИ

Некомерческие организации, такие как FHE.org и FHE Onchain, также внесли свой вклад в исследования и образование в области FHE.

С учетом постоянного совершенствования технологии FHE и дальнейшего развития экосистемы, мы уверены, что FHE принесет больше инновационных приложений в такие области, как блокчейн и ИИ.