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A encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) é uma técnica de encriptação avançada que permite realizar cálculos em dados encriptados sem a necessidade de os decifrar. Este conceito remonta à década de 1970, mas só em 2009, com o trabalho inovador de Craig Gentry, é que se tornou viável.

A característica central da FHE é a homomorfia, ou seja, realizar operações de adição ou multiplicação em cifrados é equivalente a realizar as mesmas operações em texto claro. Em comparação com a encriptação homomórfica parcial e certa encriptação homomórfica, a FHE suporta um número infinito de operações de adição e multiplicação, permitindo que sejam executadas cálculos arbitrários sobre dados encriptados.

No campo da blockchain, a Criptografia homomórfica totalmente tem potencial para se tornar uma tecnologia chave na resolução de escalabilidade e proteção da privacidade. Ela pode transformar uma blockchain transparente em uma forma parcialmente encriptada, enquanto mantém o controle dos contratos inteligentes. Alguns projetos estão desenvolvendo máquinas virtuais FHE, permitindo que programadores escrevam códigos de contratos inteligentes que operam com primitivos FHE. Esta abordagem pode permitir casos de uso como pagamentos encriptados, jogos de privacidade, entre outros, enquanto mantém o gráfico de transações para aumentar a conformidade regulatória.

A encriptação totalmente homomórfica também pode melhorar a experiência do usuário em projetos de privacidade existentes através da recuperação de mensagens privadas (OMR), permitindo que os clientes de carteira sincronizem dados sem expor o conteúdo de acesso.

Embora a encriptação totalmente homomórfica (FHE) não possa resolver diretamente o problema de escalabilidade da blockchain, a sua combinação com provas de zero conhecimento (ZKP) pode trazer algumas inovações. A FHE verificável pode garantir que os cálculos sejam executados corretamente, fornecendo um mecanismo de computação confiável para o ambiente da blockchain.

A FHE e a ZKP são tecnologias complementares, cada uma com o seu foco. A ZKP fornece computação verificável e propriedades de conhecimento zero, enquanto a FHE permite calcular sobre estados compartilhados encriptados, o que é crucial para plataformas de contratos inteligentes sem permissão.

Atualmente, o desenvolvimento da Criptografia homomórfica (FHE) está aproximadamente três a quatro anos atrás do ZKP, mas está rapidamente a alcançá-lo. Os primeiros projetos de FHE começaram a ser testados, e a mainnet está prevista para ser lançada mais tarde este ano. Embora o custo computacional ainda seja superior ao do ZKP, o potencial de adoção em larga escala do FHE é enorme.

Os principais desafios enfrentados pela FHE incluem a eficiência computacional e a gestão de chaves. A intensidade computacional das operações de auto-impulso está a ser mitigada através de melhorias algorítmicas e otimizações de engenharia. Na área da gestão de chaves, alguns projetos estão a explorar o uso de esquemas de gestão de chaves por limiares.

No que diz respeito ao mercado, várias startups estão ativamente a desenvolver tecnologias e aplicações relacionadas com FHE:

• Zama fornece soluções FHE para projetos Web3, como a biblioteca TFHE-rs e o fhEVM.
• Sunscreen desenvolveu um compilador de código aberto que converte funções Rust em funções FHE.
• A Fhenix está a construir uma Layer 2 do Ethereum que suporta contratos inteligentes confidenciais.
• A Inco Network está a desenvolver uma blockchain Layer 1 de computação confidencial modular que combina EVM e Criptografia homomórfica.

Com o contínuo avanço da teoria, software, hardware e algoritmos, espera-se que a encriptação totalmente homomórfica (FHE) alcance avanços significativos nos próximos 3-5 anos, trazendo mudanças revolucionárias para os ecossistemas de blockchain e Web3.