FHE, ZK та MPC: порівняння трьох технологій шифрування

У сфері шифрування, повна гомоморфна шифрація (FHE), нульові знання (ZK) та багатосторонні безпечні обчислення (MPC) є трьома технологіями, які викликають значну увагу. Хоча всі вони спрямовані на захист конфіденційності та безпеки даних, існують суттєві відмінності в конкретних сценаріях застосування та технічній складності. Давайте детальніше розглянемо характеристики та застосування цих трьох технологій.

Нульові знання (ZK): доведення без розкриття

Технологія нульового знання дозволяє одній стороні (доказнику) підтверджувати іншій стороні (перевіряючому) правдивість певної заяви, не розкриваючи жодної інформації, окрім правдивості цієї заяви. Ця технологія особливо корисна, коли потрібно перевірити права чи особистість.

Наприклад, у сценарії оренди автомобілів клієнти можуть довести свій кредитний статус компанії з прокату автомобілів за допомогою кредитного рейтингу, не надаючи детальні виписки з рахунку. У сфері блокчейну анонімна валюта Zcash використовує технологію ZK для забезпечення конфіденційності транзакцій.

Багатостороннє безпечне обчислення (MPC): спільне обчислення без витоку

Технологія MPC дозволяє кільком учасникам спільно виконувати обчислювальні завдання, не розкриваючи своїх вхідних даних. Це дуже корисно в ситуаціях, коли необхідна співпраця з даними, але при цьому потрібно захистити приватність даних кожної сторони.

Простий приклад — це обчислення середньої зарплати кількох людей: кожен ділить свою зарплату на кілька частин і обмінюється частиною даних з іншими, а в кінці підсумовує отримані дані, щоб отримати середнє значення, але не може дізнатися конкретну зарплату інших.

У сфері шифрування, технологія MPC використовується для розробки більш безпечних рішень для гаманців. Цей гаманець ділить приватний ключ на кілька частин, які зберігаються в різних місцях, що підвищує безпеку активів.

Повна гомоморфна шифрування (FHE): обчислення в зашифрованому стані

Технологія FHE дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без їх розшифровки. Це дозволяє користувачам делегувати обробку зашифрованих даних третім сторонам без розкриття оригінальної інформації.

У сфері хмарних обчислень та штучного інтелекту технологія FHE може захистити чутливі дані під час їх обробки. Наприклад, медичні записи або особиста фінансова інформація можуть аналізуватися у зашифрованому стані.

У сфері блокчейну технологія FHE може бути використана для покращення рівня децентралізації протоколу PoS. Наприклад, проект Mind Network використовує технологію FHE для запобігання плагіату між вузлами в невеликих мережах PoS, підвищуючи безпеку та рівень децентралізації мережі.

Технічне порівняння

1. Основні акценти застосування:

   • ZK: підкреслює, як довести достовірність інформації
   • MPC: увага на те, як багато сторін можуть безпечно спільно обчислювати
   • FHE：зосереджено на тому, як виконувати обчислення в стані шифрування

2. Технічна складність:

   • ZK：потрібні глибокі математичні та програмістські навички
   • MPC: стикається з викликами синхронізації та комунікаційної ефективності
   • FHE: обчислювальна ефективність є основною перешкодою

3. Фактичне використання:

   • ZK：широко застосовується для перевірки особи та захисту конфіденційності
   • MPC: використовується для міжінституційного аналізу даних та безпечного гаманця
   • FHE: демонструє потенціал у сфері хмарних обчислень та ШІ

Розвиток цих шифрувальних технологій є надзвичайно важливим для захисту безпеки даних та особистої конфіденційності. Зі збільшенням рівня цифровізації їх використання в повсякденному житті стане все більш поширеним, забезпечуючи більш надійний захист нашого цифрового життя.