FHE teknolojisi: Gizlilik hesaplamalarının geleceği

FHE( tam homomorfik şifreleme ), şifrelenmiş veriler üzerinde doğrudan hesaplama yapabilen gelişmiş bir şifreleme teknolojisidir; böylece gizliliği korurken verileri işleme imkanı sağlar. Bu teknolojinin finans, sağlık, bulut bilişim gibi birçok alanda geniş uygulama potansiyeli bulunmaktadır. Ancak şu anda FHE'nin ticarileşmesi, büyük hesaplama ve bellek maliyetleri ile ölçeklenebilirliğin düşük olmasından dolayı zorluklarla karşı karşıyadır.

FHE'nin Temel Prensipleri

FHE'nin temelinde, orijinal bilgiyi gizlemek için çok terimli kullanılması yer alır. Sürecin ayrıntıları şunlardır:

1. Bir anahtar polinomunu seçin
2. Rastgele çok terimli oluştur
3. Küçük "hata" polinomları ekleyin
4. Yukarıdaki polinomla orijinal veriyi şifreleyin

Bu yöntem, orijinal metni etkili bir şekilde gizleyebilir; yalnızca anahtar biliniyorsa şifre çözülür. Ancak hesaplama sürecinde gürültü eklenir ve bu da birden fazla hesaplamadan sonra doğru bir şekilde şifre çözümlemeyi imkansız hale getirir. Bu sorunu çözmek için, FHE aşağıdaki teknikleri kullanmıştır:

• Anahtar değiştirme: Sıkıştırılmış şifreli metin boyutu
• Modül geçişi: gürültü artışını kontrol et
• Özelleştirme: Gürültüyü başlangıç seviyesine sıfırlama

Bu teknolojilerin birleşimi, FHE'nin sonsuz derinlikte herhangi bir hesaplamayı desteklemesini sağlar.

FHE'nin Karşılaştığı Zorluklar

FHE'nin en büyük zorluğu, büyük hesaplama maliyetidir. Normal hesaplamalara kıyasla, FHE sürümündeki hesaplamalar milyarlarca kat daha yavaş olabilir. Bu sorunu çözmek için, Amerika Birleşik Devletleri DARPA, FHE'yi optimize etmeyi umarak özel bir Dprive programı başlattı:

• İşlemci kelime uzunluğunu artır
• Özel ASIC işlemcileri geliştirin
• MIMD paralel mimarisi inşa et

Ancak, sıradan hesaplamaların 1/10 verimliliğine ulaşma hedefine hâlâ mesafe var.

FHE'nin blok zinciri alanındaki uygulamaları

Blockchain'de, FHE esas olarak veri gizliliğini korumak için kullanılır, uygulama alanları şunlardır:

• Zincir Üstü Gizlilik Koruması
• AI eğitim verisi gizliliği
• Zincir üzeri oy verme gizliliği
• Zincir Üstü Gizli İşlem İncelemesi

FHE ayrıca MEV sorununu çözmek için potansiyel çözümlerden biri olarak görülmektedir. Ancak, büyük hesaplama maliyetleri nedeniyle, şu anda blockchain alanındaki uygulamaları zorluklarla karşı karşıyadır.

Ana FHE Projeleri

FHE teknolojisi hala erken aşamalardadır, mevcut ana projeler şunlardır:

• Zama: TFHE tabanlı geliştirme araç zinciri sunuyor
• Fhenix: Gizliliğe öncelik veren Layer 2 ağı inşa etmek
• Privasea: FHE kullanarak LLM veri hesaplaması
• Inco Ağı: FHE Layer 1 ağı inşa etme
• Arcium: FHE, MPC ve ZK gibi teknolojileri birleştirir
• Mind Network: Restaking ve FHE alt ağını birleştirir

Zama'nın teknik çözümü birçok projenin takdirini kazandı.

FHE'nin Gelecekteki Görünümü

FHE şu anda birçok teknik zorlukla karşı karşıya olmasına rağmen, gizlilik koruma açısından hala büyük bir potansiyele sahiptir. Daha fazla sermaye ve yetenek yatırımı ile FHE'nin gelecekte çığır açan ilerlemeler kaydetmesi beklenmektedir. Özellikle FHE'ye özel çiplerin piyasaya sürülmesiyle, bu teknoloji savunma, finans, sağlık gibi alanlarda derin değişimler getirebilir.

Genel olarak, FHE bir öncü teknoloji olarak, şu anda ticari potansiyeli belirsiz olsa da, uzun vadede önemli bir anlam taşımaktadır. Gelecekte, teknolojik ilerlemeler ve uygulama alanlarının genişlemesi ile FHE, gizlilik hesaplama alanında önemli bir çözüm olma potansiyeline sahiptir.