Giới thiệu công nghệ mã hóa đồng cấu hoàn toàn và các tình huống ứng dụng

mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) là một giải pháp mã hóa đặc biệt, cho phép thực hiện tính toán hàm trực tiếp trên dữ liệu mã hóa mà không cần giải mã, từ đó bảo vệ quyền riêng tư của dữ liệu. Khác với mã hóa tĩnh và mã hóa truyền tải, FHE có thể thực hiện xử lý dữ liệu phức tạp trong khi vẫn bảo vệ quyền riêng tư.

Các đặc điểm chính của FHE bao gồm:

1. Có thể thực hiện bất kỳ phép toán nào trên dữ liệu mã hóa, nhận được kết quả đã mã hóa.

2. Quá trình tính toán là công khai, nhưng sẽ không tiết lộ dữ liệu gốc.

3. Kích thước của kết quả đầu ra chỉ liên quan đến dữ liệu gốc, không liên quan đến độ phức tạp tính toán.

4. An toàn dựa trên các thuật toán mã hóa, không phụ thuộc vào thiết bị phần cứng.

FHE thường sử dụng ba loại khóa:

• Khóa giải mã: Khóa chính của hệ thống, dùng để giải mã văn bản mã hóa.
• Mã hóa khóa: dùng để chuyển đổi văn bản rõ thành văn bản mã.
• Tính toán khóa: dùng để thực hiện mã hóa đồng cấu trên văn bản mã hóa.

Các mô hình ứng dụng phổ biến của FHE bao gồm:

1. Mô hình thuê ngoài: Mã hóa dữ liệu nhạy cảm rồi giao cho nhà cung cấp dịch vụ đám mây xử lý, phù hợp với các tình huống tìm kiếm thông tin riêng tư.

2. Mô hình tính toán giữa hai bên: Cả hai bên đều đóng góp dữ liệu riêng tư của mình để thực hiện tính toán chung, như "vấn đề triệu phú".

3. Chế độ tổng hợp: Kết hợp dữ liệu từ nhiều bên một cách gọn gàng, phù hợp với học liên bang, bỏ phiếu trực tuyến, v.v.

4. Mô hình máy khách - máy chủ: Máy chủ cung cấp dịch vụ tính toán như mô hình AI riêng cho nhiều máy khách.

Ưu điểm của FHE là có thể bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu, đồng thời thực hiện các xử lý dữ liệu phức tạp. Tuy nhiên, hiện tại chi phí tính toán khá lớn, cần được tối ưu hóa và tăng tốc phần cứng hơn nữa. Trong tương lai, FHE có triển vọng đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực tính toán bảo mật, tính toán đa bên an toàn.