Discutir o conteúdo e as perspectivas de aplicação da encriptação totalmente homomórfica

Recentemente, o mercado tornou-se mais calmo, proporcionando-nos mais tempo para focar no desenvolvimento de tecnologias emergentes. Embora o mercado de encriptação de 2024 possa não ser tão grandioso quanto em anos anteriores, ainda há algumas novas tecnologias que estão amadurecendo gradualmente. Hoje, vamos nos concentrar em uma tecnologia intrigante - encriptação totalmente homomórfica (Fully Homomorphic Encryption, abreviada como FHE).

Para entender este conceito complexo de FHE, precisamos primeiro compreender o significado de "encriptação" e "homomórfico", bem como a razão pela qual precisamos do modificador "total".

Encriptação de conceitos básicos

A encriptação é um método comum de proteger a segurança da informação. Por exemplo, se Alice quiser transmitir uma mensagem confidencial "1314 520" a Bob através de um terceiro, ela pode usar uma forma simples de encriptação, como multiplicar cada número por 2, transformando-o em "2628 1040". Bob, ao receber, só precisa dividir cada número por 2 para decifrar a informação original. Este método permite que Alice e Bob troquem informações de forma segura, mesmo sem confiar no transmissor.

Criptografia homomórfica de princípio

A encriptação homomórfica vai mais longe, permitindo a realização de cálculos sobre dados encriptados, sem a necessidade de os desencriptar primeiro. Por exemplo, Alice precisa calcular o total da conta de eletricidade da sua casa durante 12 meses (400 yuans por mês), mas não é boa em cálculos complexos e também não quer revelar o valor exato. Ela pode encriptar 400 e 12 multiplicando-os por 2, e depois pedir a alguém para calcular o resultado de 800×24. Após obter 19200, Alice apenas precisa dividir o resultado por 4 para saber que o total real da conta de eletricidade é 4800 yuans. Neste processo, o calculador não consegue conhecer os dados originais, o que reflete a característica da encriptação homomórfica.

encriptação totalmente homomórfica

No entanto, a simples criptografia homomórfica pode ser comprometida. Para aumentar a segurança, é necessário introduzir métodos de encriptação mais complexos, como operações de multiplicação e adição múltiplas. A encriptação totalmente homomórfica permite a execução de operações de adição e multiplicação em dados encriptados um número arbitrário de vezes, aumentando significativamente a segurança, tornando quase impossível para terceiros inferirem os dados originais.

Perspectivas de aplicação da tecnologia FHE

A tecnologia FHE tem um amplo potencial de aplicação no campo da inteligência artificial. Modelos de IA precisam de grandes volumes de dados para treinamento, mas esses dados muitas vezes envolvem privacidade. A FHE pode permitir que a IA processe dados encriptados enquanto protege a privacidade dos dados. Por exemplo, os usuários podem encriptar dados sensíveis e fornecê-los à IA para cálculos; a IA retorna resultados encriptados, e os usuários podem descriptografá-los localmente para obter as informações necessárias, durante todo o processo a IA não tem acesso aos dados originais.

Esta tecnologia é de grande importância em cenários que necessitam de proteção de privacidade, como o reconhecimento facial. Ela permite a realização de funções como a autenticação de identidade sem revelar informações pessoais sensíveis.

Desafios e Soluções da encriptação totalmente homomórfica

Apesar das grandes perspetivas do FHE, a sua aplicação prática enfrenta uma enorme demanda de recursos computacionais. Para resolver este problema, alguns projetos estão a desenvolver hardware e arquiteturas de rede especializadas. Por exemplo, certos projetos propuseram uma estrutura de rede que combina mecanismos de tipo PoW e PoS, e desenvolveram equipamentos de mineração dedicados para estabelecer uma poderosa rede de computação que suporte operações de FHE.

O impacto da FHE na IA e na privacidade dos dados

Se a tecnologia FHE puder ser amplamente aplicada na área de IA, isso aliviará significativamente os problemas de privacidade e segurança de dados que a atual evolução da IA enfrenta. Desde a proteção da privacidade pessoal até a segurança nacional, a FHE pode desempenhar um papel importante. Na futura era da IA, a tecnologia FHE provavelmente se tornará a última linha de defesa na proteção da privacidade humana.

Com o constante avanço da tecnologia, esperamos ver a aplicação da FHE em mais áreas, trazendo novas possibilidades para a segurança dos dados e a proteção da privacidade.