Дослідження повністю гомоморфного шифрування: інструмент захисту приватності в епоху ШІ
Нещодавно ринок шифрування, хоча й не демонструє значних коливань, все ж має кілька нових технологій, які поступово зріють. Серед них, повністю гомоморфне шифрування (Fully Homomorphic Encryption, FHE) є напрямком, на який варто звернути увагу. У травні цього року засновник Ethereum Віталік Бутерін також спеціально опублікував статтю про FHE, що викликало широке обговорення в галузі.
Щоб зрозуміти цю складну концепцію FHE, нам спочатку потрібно зрозуміти значення "шифрування" та "гомоморф", а також чому потрібно реалізувати "повністю" гомоморфне шифрування.
Шифрування основні поняття
Шифрування є поширеним методом захисту безпеки інформації. Наприклад, Аліса хоче передати Бобу через третю сторону C секретне повідомлення "1314 520". Щоб зберегти конфіденційність, Аліса може помножити кожну цифру на 2 для простого шифрування, перетворивши його на "2628 1040". Коли Боб отримає його, достатньо поділити кожну цифру на 2, щоб відновити початкову інформацію. Це основний спосіб симетричного шифрування.
Гомоморфне шифрування
Гомоморфне шифрування йде ще далі, дозволяючи виконувати обчислення безпосередньо на зашифрованих даних, не розшифровуючи їх спочатку. Припустимо, 7-річна Аліса знає лише найпростіші операції множення на 2 та ділення на 2, їй потрібно обчислити загальну суму електричних витрат за 12 місяців (по 400 юанів на місяць). Аліса може зашифрувати 400 і 12, помноживши їх на 2, а потім попросити третю сторону C обчислити результат 800×24. Після того, як C отримує 19200, Аліса ділить результат на 4, щоб отримати правильну загальну суму електричних витрат 4800 юанів. У цьому процесі C не знає фактичну суму електричних витрат та кількість місяців, що ілюструє особливості гомоморфного шифрування.
Необхідність повністю гомоморфного шифрування
Проте просте гомоморфне шифрування може бути зламане. Наприклад, C може вивести первісні дані за допомогою методу перебору. Тому потрібні більш складні технології повністю гомоморфного шифрування. Повністю гомоморфне шифрування дозволяє виконувати необмежену кількість операцій додавання та множення над зашифрованими даними, що значно ускладнює їх злому. Це робить повністю гомоморфне шифрування важливим проривом у криптографії, і тільки після того, як у 2009 році Гентрі та інші науковці запропонували нові підходи, почалося впровадження повністю гомоморфного шифрування.
Перспективи використання повністю гомоморфного шифрування в галузі ШІ
Технологія FHE має широкі перспективи застосування в сфері ШІ. Навчання моделей ШІ потребує великої кількості даних, але багато з цих даних пов'язані з питаннями приватності. FHE може забезпечити захист приватності даних, дозволяючи моделям ШІ виконувати обчислення та навчатися на зашифрованих даних. Конкретно кажучи:
Власники даних можуть зашифрувати чутливі дані за допомогою повністю гомоморфного шифрування
Надати зашифровані дані AI для обчислень
Виведення результатів шифрування AI
Власник даних локально безпечно розшифровує результати
Цей спосіб одночасно захищає конфіденційність вихідних даних і дозволяє повністю використовувати обчислювальні можливості ШІ, досягаючи мети "і те, і те".
Проект FHE та його практичні застосування
Вже є кілька проектів, які досліджують технологію FHE, такі як Zama, Privasea, Mind Network тощо. Наприклад, у випадку з додатком для розпізнавання облич, FHE може дозволити ШІ визначити, чи є людина реальною, не розкриваючи інформацію про обличчя користувача.
Однак обчислення FHE вимагає величезних обчислювальних потужностей. Для вирішення цієї проблеми деякі проекти створюють спеціалізовані мережі обчислювальних потужностей і супутню інфраструктуру. Наприклад, один з проектів запустив апаратні продукти, схожі на обладнання для видобутку, а також "трудові сертифікати", видані у формі NFT, щоб заохотити користувачів брати участь у будівництві мережі.
Важливе значення повністю гомоморфного шифрування
З поширенням технологій штучного інтелекту питання конфіденційності даних стає дедалі актуальнішим. Від особистої конфіденційності до національної безпеки технологія повністю гомоморфного шифрування має потенційно важливі застосування. Наприклад, у військовій сфері FHE може дозволити сторонам використовувати технології штучного інтелекту, захищаючи чутливу інформацію. У повсякденному житті, від розблокування телефону за допомогою обличчя до обробки різних конфіденційних даних, FHE може відігравати важливу роль.
Якщо технологія повністю гомоморфного шифрування (FHE) зможе справді зрости, вона стане останнім бар'єром для захисту приватності людини в епоху штучного інтелекту, що матиме глибокий вплив на особистості, підприємства та держави.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
10 лайків
Нагородити
10
3
Поділіться
Прокоментувати
0/400
ForkYouPayMe
· 8год тому
Віталік Бутерін в дії може помилитися?
Переглянути оригіналвідповісти на0
BasementAlchemist
· 8год тому
Віталік Бутерін знову демонструє знання
Переглянути оригіналвідповісти на0
gas_guzzler
· 8год тому
Відчуваю, що Віталік Бутерін останнім часом все досліджує.
Технологія FHE: охоронець конфіденційності в епоху ШІ
Дослідження повністю гомоморфного шифрування: інструмент захисту приватності в епоху ШІ
Нещодавно ринок шифрування, хоча й не демонструє значних коливань, все ж має кілька нових технологій, які поступово зріють. Серед них, повністю гомоморфне шифрування (Fully Homomorphic Encryption, FHE) є напрямком, на який варто звернути увагу. У травні цього року засновник Ethereum Віталік Бутерін також спеціально опублікував статтю про FHE, що викликало широке обговорення в галузі.
Щоб зрозуміти цю складну концепцію FHE, нам спочатку потрібно зрозуміти значення "шифрування" та "гомоморф", а також чому потрібно реалізувати "повністю" гомоморфне шифрування.
Шифрування основні поняття
Шифрування є поширеним методом захисту безпеки інформації. Наприклад, Аліса хоче передати Бобу через третю сторону C секретне повідомлення "1314 520". Щоб зберегти конфіденційність, Аліса може помножити кожну цифру на 2 для простого шифрування, перетворивши його на "2628 1040". Коли Боб отримає його, достатньо поділити кожну цифру на 2, щоб відновити початкову інформацію. Це основний спосіб симетричного шифрування.
Гомоморфне шифрування
Гомоморфне шифрування йде ще далі, дозволяючи виконувати обчислення безпосередньо на зашифрованих даних, не розшифровуючи їх спочатку. Припустимо, 7-річна Аліса знає лише найпростіші операції множення на 2 та ділення на 2, їй потрібно обчислити загальну суму електричних витрат за 12 місяців (по 400 юанів на місяць). Аліса може зашифрувати 400 і 12, помноживши їх на 2, а потім попросити третю сторону C обчислити результат 800×24. Після того, як C отримує 19200, Аліса ділить результат на 4, щоб отримати правильну загальну суму електричних витрат 4800 юанів. У цьому процесі C не знає фактичну суму електричних витрат та кількість місяців, що ілюструє особливості гомоморфного шифрування.
Необхідність повністю гомоморфного шифрування
Проте просте гомоморфне шифрування може бути зламане. Наприклад, C може вивести первісні дані за допомогою методу перебору. Тому потрібні більш складні технології повністю гомоморфного шифрування. Повністю гомоморфне шифрування дозволяє виконувати необмежену кількість операцій додавання та множення над зашифрованими даними, що значно ускладнює їх злому. Це робить повністю гомоморфне шифрування важливим проривом у криптографії, і тільки після того, як у 2009 році Гентрі та інші науковці запропонували нові підходи, почалося впровадження повністю гомоморфного шифрування.
Перспективи використання повністю гомоморфного шифрування в галузі ШІ
Технологія FHE має широкі перспективи застосування в сфері ШІ. Навчання моделей ШІ потребує великої кількості даних, але багато з цих даних пов'язані з питаннями приватності. FHE може забезпечити захист приватності даних, дозволяючи моделям ШІ виконувати обчислення та навчатися на зашифрованих даних. Конкретно кажучи:
Цей спосіб одночасно захищає конфіденційність вихідних даних і дозволяє повністю використовувати обчислювальні можливості ШІ, досягаючи мети "і те, і те".
Проект FHE та його практичні застосування
Вже є кілька проектів, які досліджують технологію FHE, такі як Zama, Privasea, Mind Network тощо. Наприклад, у випадку з додатком для розпізнавання облич, FHE може дозволити ШІ визначити, чи є людина реальною, не розкриваючи інформацію про обличчя користувача.
Однак обчислення FHE вимагає величезних обчислювальних потужностей. Для вирішення цієї проблеми деякі проекти створюють спеціалізовані мережі обчислювальних потужностей і супутню інфраструктуру. Наприклад, один з проектів запустив апаратні продукти, схожі на обладнання для видобутку, а також "трудові сертифікати", видані у формі NFT, щоб заохотити користувачів брати участь у будівництві мережі.
Важливе значення повністю гомоморфного шифрування
З поширенням технологій штучного інтелекту питання конфіденційності даних стає дедалі актуальнішим. Від особистої конфіденційності до національної безпеки технологія повністю гомоморфного шифрування має потенційно важливі застосування. Наприклад, у військовій сфері FHE може дозволити сторонам використовувати технології штучного інтелекту, захищаючи чутливу інформацію. У повсякденному житті, від розблокування телефону за допомогою обличчя до обробки різних конфіденційних даних, FHE може відігравати важливу роль.
Якщо технологія повністю гомоморфного шифрування (FHE) зможе справді зрости, вона стане останнім бар'єром для захисту приватності людини в епоху штучного інтелекту, що матиме глибокий вплив на особистості, підприємства та держави.