Tình trạng phát triển công nghệ FHE và triển vọng ứng dụng

Công nghệ mật mã đóng vai trò quan trọng trong tiến trình văn minh nhân loại, đặc biệt trong lĩnh vực an ninh thông tin và bảo vệ quyền riêng tư. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ blockchain, các công nghệ mật mã tiên tiến như chứng minh không kiến thức, tính toán đa bên và mã hóa toàn đồng hiện đang nổi lên. Trong đó, mã hóa toàn đồng (FHE) như là "chén thánh" của mật mã, cho phép thực hiện các phép tính tùy ý trên dữ liệu được mã hóa mà không cần giải mã, mang lại những khả năng mới cho tính toán bảo mật.

Tổng quan về FHE

Đặc điểm cốt lõi của mã hóa toàn phần đồng nhất (FHE) là cho phép thực hiện tính toán và thao tác trên bản mã, những thao tác này có thể được ánh xạ trực tiếp đến bản rõ. So với mã hóa đồng nhất một phần và một số mã hóa đồng nhất khác, FHE hỗ trợ tính toán và thao tác vô hạn. Hiện tại, SEAL của Microsoft và TFHE của Zama là hai thư viện FHE mã nguồn mở tương đối trưởng thành.

Quy trình hoạt động cơ bản của FHE bao gồm: tạo cặp khóa, mã hóa dữ liệu, thực hiện tính toán đồng hình, giải mã kết quả. Trong đó, việc quản lý khóa giải mã là rất quan trọng, có thể xem xét việc áp dụng giải pháp tính toán an toàn đa bên ngưỡng để tăng cường độ bảo mật.

Ứng dụng FHE trên blockchain

Để áp dụng FHE trên blockchain, cần cải tiến máy ảo hợp đồng thông minh để hỗ trợ bộ lệnh cần thiết cho FHE. fhEVM do công ty Zama phát triển là một EVM hoàn toàn đồng nhất hỗ trợ tính toán riêng tư bằng cách triển khai Solidity. fhEVM cung cấp hỗ trợ cho các thao tác FHE, cơ chế giải mã dựa trên giao thức ngưỡng phân tán và thư viện hợp đồng Solidity giúp giảm bớt rào cản phát triển.

Giải pháp FHE-Rollups

fhEVM đơn lẻ khó có thể tạo thành một hệ sinh thái hoàn chỉnh, vì vậy có các dự án khám phá việc kết hợp fhEVM với công nghệ Rollup để xây dựng giải pháp Layer2 kiểu FHE-Rollups. Fhenix là người tiên phong, sử dụng công nghệ Optimistic Rollups, kết hợp với cơ chế chứng minh gian lận của Arbitrum Nitro, thư viện lõi fheOS và mạng dịch vụ ngưỡng.

Giải pháp FHE liên chuỗi

Fhenix cũng đã giới thiệu mô-đun Relay, cho phép các loại chuỗi công khai và mạng Layer2 kết nối với chức năng FHE. Kết hợp với cơ chế Restaking của EigenLayer, các bộ đồng xử lý FHE có thể cung cấp dịch vụ FHE thuận tiện hơn cho các chuỗi khác nhau.

Các tình huống ứng dụng FHE

Công nghệ FHE có nhiều không gian ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như trò chơi trên chuỗi toàn cầu, DeFi và AI.

• Trò chơi toàn chuỗi: bảo vệ quyền riêng tư của người chơi, ngăn chặn thao tác theo thời gian thực
• DeFi: Bảo vệ dữ liệu nhạy cảm, giảm thiểu rủi ro MEV
• AI: Thực hiện đào tạo mô hình dưới sự bảo vệ quyền riêng tư

Phát triển hệ sinh thái FHE

Ngoài Zama và Fhenix, trong hệ sinh thái FHE còn có một số dự án đáng chú ý khác:

• Kem chống nắng: Tự nghiên cứu trình biên dịch FHE
• Mind Network: Kết hợp AI của EigenLayer và mạng DePIN
• PADO Labs: Mạng lưới tính toán phi tập trung kết hợp ZKP và FHE
• Arcium: Mạng tính toán bí mật song song
• Inco Network: Layer 1 dựa trên fhEVM
• Treat: FHE Layer3 của hệ sinh thái Shiba
• octra: hỗ trợ mạng FHE với môi trường thực thi tách biệt
• BasedAI: Mạng đưa chức năng FHE vào LLM
• Encifher: Tập trung vào dự án FHEML
• Privasea: Mạng FHE hướng đến lĩnh vực AI

Các tổ chức phi lợi nhuận như FHE.org và FHE Onchain cũng đã góp phần vào nghiên cứu và giáo dục FHE.

Với sự trưởng thành không ngừng của công nghệ FHE và sự hoàn thiện liên tục của hệ sinh thái, chúng tôi tin rằng FHE sẽ mang lại nhiều ứng dụng đổi mới hơn cho các lĩnh vực như blockchain và AI.