полностью гомоморфное шифрование：принципы и области применения
Традиционные способы шифрования в основном включают статическое шифрование и транспортное шифрование. Статическое шифрование шифрует данные, которые затем хранятся на аппаратных устройствах, и только уполномоченные лица могут расшифровать и просмотреть их. Транспортное шифрование гарантирует, что данные, передаваемые через сеть, могут быть интерпретированы только назначенным получателем. Оба метода зависят от шифровальных алгоритмов и обеспечивают целостность данных через аутентификационное шифрование.
Однако некоторые сценарии многопользовательского сотрудничества требуют сложной обработки зашифрованных данных, что связано с технологиями защиты конфиденциальности, среди которых полностью гомоморфное шифрование ( FHE ) является важным решением. Например, в случае онлайн-голосования традиционные методы шифрования затрудняют защиту конфиденциальности избирателей при точном подсчете голосов. В то время как технологии FHE позволяют выполнять функциональные вычисления непосредственно над зашифрованными данными без их расшифровки, тем самым защищая конфиденциальность.
Система полностью гомоморфного шифрования обычно включает в себя следующие типы ключей:
Ключ расшифровки: основной ключ системы, используемый для расшифровки FHE шифрованных данных, хранится только у владельца.
Шифровальный ключ: используется для преобразования открытого текста в зашифрованный, может быть опубликован в режиме шифрования с открытым ключом.
Вычисление ключа: используется для гомоморфных операций с зашифрованными данными, может быть открытым, но не может быть использован для взлома зашифрованных данных.
Типичные сценарии применения FHE включают:
Модель аутсорсинга: передача вычислительных задач облачному сервису для защиты конфиденциальности данных.
Модель вычислений обеих сторон: совместные вычисления проводятся обеими сторонами без раскрытия их конфиденциальных данных.
Агрегационная модель: агрегация данных от нескольких сторон компактным и проверяемым способом, подходит для сценариев, таких как федеративное обучение.
Клиент-серверная модель: сервер предоставляет услуги конфиденциальных вычислений для нескольких независимых клиентов, таких как вычисления частных AI-моделей.
Безопасность FHE основана на шифровании, не зависящем от аппаратной безопасности. Для обеспечения действительности вычислительных результатов можно использовать такие методы, как избыточные вычисления, цифровые подписи и т.д. В сценариях с несколькими участниками обычно применяются такие технологии, как секретное разделение, для управления ключом расшифровки и повышения общей безопасности системы.
FHE является единственным решением, которое может гарантировать, что ресурсы, затрачиваемые на гомоморфные вычисления, пропорциональны исходной задаче. Однако FHE также сталкивается с техническими вызовами, связанными с накоплением шума, и требует выполнения операций самозагрузки для контроля уровня шума. С углублением исследований и разработкой специализированного оборудования, FHE ожидается, что будет применяться в большем количестве сценариев приватных вычислений.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
Полностью гомоморфное шифрование FHE: принципы, секретный ключ и применение в вычислениях с конфиденциальностью
полностью гомоморфное шифрование：принципы и области применения
Традиционные способы шифрования в основном включают статическое шифрование и транспортное шифрование. Статическое шифрование шифрует данные, которые затем хранятся на аппаратных устройствах, и только уполномоченные лица могут расшифровать и просмотреть их. Транспортное шифрование гарантирует, что данные, передаваемые через сеть, могут быть интерпретированы только назначенным получателем. Оба метода зависят от шифровальных алгоритмов и обеспечивают целостность данных через аутентификационное шифрование.
Однако некоторые сценарии многопользовательского сотрудничества требуют сложной обработки зашифрованных данных, что связано с технологиями защиты конфиденциальности, среди которых полностью гомоморфное шифрование ( FHE ) является важным решением. Например, в случае онлайн-голосования традиционные методы шифрования затрудняют защиту конфиденциальности избирателей при точном подсчете голосов. В то время как технологии FHE позволяют выполнять функциональные вычисления непосредственно над зашифрованными данными без их расшифровки, тем самым защищая конфиденциальность.
Система полностью гомоморфного шифрования обычно включает в себя следующие типы ключей:
Ключ расшифровки: основной ключ системы, используемый для расшифровки FHE шифрованных данных, хранится только у владельца.
Шифровальный ключ: используется для преобразования открытого текста в зашифрованный, может быть опубликован в режиме шифрования с открытым ключом.
Вычисление ключа: используется для гомоморфных операций с зашифрованными данными, может быть открытым, но не может быть использован для взлома зашифрованных данных.
Типичные сценарии применения FHE включают:
Безопасность FHE основана на шифровании, не зависящем от аппаратной безопасности. Для обеспечения действительности вычислительных результатов можно использовать такие методы, как избыточные вычисления, цифровые подписи и т.д. В сценариях с несколькими участниками обычно применяются такие технологии, как секретное разделение, для управления ключом расшифровки и повышения общей безопасности системы.
FHE является единственным решением, которое может гарантировать, что ресурсы, затрачиваемые на гомоморфные вычисления, пропорциональны исходной задаче. Однако FHE также сталкивается с техническими вызовами, связанными с накоплением шума, и требует выполнения операций самозагрузки для контроля уровня шума. С углублением исследований и разработкой специализированного оборудования, FHE ожидается, что будет применяться в большем количестве сценариев приватных вычислений.