FHE, ZK y MPC: una comparación profunda de tres tecnologías clave de encriptación
En la actual era digital, la encriptación es crucial para proteger la seguridad de los datos y la privacidad personal. Este artículo explorará en profundidad tres importantes técnicas de encriptación: encriptación homomórfica completa (FHE), prueba de conocimiento cero (ZK) y cálculo seguro multiparte (MPC), analizando su funcionamiento, escenarios de aplicación y características técnicas.
Prueba de Conocimiento Cero(ZK): lograr "probar sin revelar"
La tecnología de prueba de cero conocimiento resuelve el problema central de: cómo verificar la veracidad de la información sin revelar el contenido específico. Se basa en la encriptación y permite a una parte demostrar a otra que conoce un secreto, sin revelar ninguna información sobre ese secreto.
Por ejemplo, Alice quiere demostrar su buena situación crediticia al empleado de la empresa de alquiler de coches, Bob, pero no quiere proporcionar detalles de su extracto bancario. En este caso, indicadores como "puntuación de crédito" pueden servir como una forma de prueba de conocimiento cero. Alice demuestra su nivel de crédito al mostrar su puntuación de crédito, sin revelar información financiera específica.
En el campo de la blockchain, una aplicación típica de la tecnología ZK es la encriptación de criptomonedas anónimas. Por ejemplo, cuando los usuarios realizan transferencias, necesitan demostrar que tienen permiso para transferir mientras mantienen su anonimato. Las pruebas ZK permiten a los mineros verificar la legalidad de las transacciones sin conocer la identidad del usuario, lo que permite que los registros de transacciones sean añadidos a la cadena.
Cálculo seguro multipartito ( MPC ): lograr "cálculo conjunto sin revelación"
La tecnología de cálculo seguro multiparte aborda principalmente la siguiente cuestión: ¿cómo realizar cálculos conjuntos de manera segura sin que los participantes revelen su información sensible?
Esta tecnología permite que múltiples participantes completen conjuntamente tareas de cálculo sin que ninguna de las partes revele sus datos de entrada. Por ejemplo, tres personas quieren calcular su salario promedio, pero no quieren revelar números específicos entre sí. La tecnología MPC puede permitirles lograr este objetivo a través de algoritmos específicos.
En la industria de la encriptación, la tecnología MPC se aplica al desarrollo de wallets multi-firma. Por ejemplo, los wallets MPC lanzados por algunas plataformas de intercambio dividen la clave privada en varias partes, que se almacenan respectivamente en el teléfono del usuario, en la nube y en el intercambio. Este método no solo mejora la seguridad, sino que también aumenta la conveniencia de recuperación. Los wallets MPC más avanzados también pueden introducir más terceros para proteger los fragmentos de la clave privada, lo que refuerza aún más la seguridad.
Encriptación Homomórfica ( FHE ): realizar "cálculos en estado encriptado"
La tecnología de encriptación homomórfica total se centra en resolver el siguiente problema: ¿cómo se puede encriptar los datos de tal manera que los datos encriptados puedan ser calculados por un tercero no confiable, y los resultados del cálculo aún se puedan desencriptar correctamente?
En un sistema FHE, el propietario de los datos puede encriptar los datos originales y luego entregar los datos encriptados a un tercero con gran capacidad de cálculo para su procesamiento. El tercero completa el cálculo sin conocer el contenido de los datos originales, y al final, el propietario de los datos puede desencriptar y obtener el resultado real.
FHE tiene importantes aplicaciones en el campo de la computación en la nube y la inteligencia artificial. Por ejemplo, al manejar registros médicos sensibles o información financiera personal, FHE puede garantizar que los datos se mantengan en estado de encriptación durante todo el proceso de procesamiento, protegiendo así la seguridad de los datos y cumpliendo con los requisitos de las regulaciones de privacidad.
En el ámbito de la blockchain, la tecnología FHE puede utilizarse para mejorar el grado de descentralización del mecanismo de consenso PoS. A través de FHE, se puede prevenir el comportamiento de "plagio" entre nodos en redes PoS pequeñas, asegurando que cada nodo realice de forma independiente el trabajo de verificación. De igual manera, en las votaciones de gobernanza descentralizada, FHE puede prevenir el fenómeno de "seguir votos", reflejando mejor la verdadera opinión pública.
Comparación de tres tecnologías
Aunque estas tres tecnologías se dedican a proteger la privacidad y seguridad de los datos, existen diferencias en sus escenarios de aplicación y complejidad técnica:
Escenario de aplicación:
ZK enfatiza "cómo probar", aplicable a escenarios que requieren verificar permisos o identidad.
MPC enfatiza "cómo calcular", aplicable a escenarios donde múltiples partes necesitan calcular en conjunto pero a la vez proteger la privacidad de sus propios datos.
FHE enfatiza "cómo encriptar", aplicable a escenarios que requieren realizar cálculos complejos mientras se mantiene el estado de encriptación de los datos.
Complejidad técnica:
La implementación de ZK requiere habilidades profundas en matemáticas y programación.
MPC enfrenta problemas de sincronización y eficiencia de comunicación cuando hay muchos participantes.
Aunque la FHE es teóricamente muy atractiva, enfrenta enormes desafíos de eficiencia computacional en la práctica.
Estas tres tecnologías de encriptación tienen características distintas y juntas constituyen importantes pilares de la criptografía moderna, proporcionando un sólido soporte técnico para la seguridad de datos y la protección de la privacidad. Con el continuo desarrollo y perfeccionamiento de la tecnología, jugarán un papel importante en una gama más amplia de campos, promoviendo el avance constante de la seguridad y la protección de la privacidad en el mundo digital.
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CryptoTherapist
· hace14h
meditemos sobre estos protocolos de privacidad mientras gestionamos nuestra ansiedad tecnológica... respira zk, respira out fhe
FHE, ZK y MPC: Comparación en profundidad de las tres principales tecnologías de encriptación y sus aplicaciones
FHE, ZK y MPC: una comparación profunda de tres tecnologías clave de encriptación
En la actual era digital, la encriptación es crucial para proteger la seguridad de los datos y la privacidad personal. Este artículo explorará en profundidad tres importantes técnicas de encriptación: encriptación homomórfica completa (FHE), prueba de conocimiento cero (ZK) y cálculo seguro multiparte (MPC), analizando su funcionamiento, escenarios de aplicación y características técnicas.
Prueba de Conocimiento Cero(ZK): lograr "probar sin revelar"
La tecnología de prueba de cero conocimiento resuelve el problema central de: cómo verificar la veracidad de la información sin revelar el contenido específico. Se basa en la encriptación y permite a una parte demostrar a otra que conoce un secreto, sin revelar ninguna información sobre ese secreto.
Por ejemplo, Alice quiere demostrar su buena situación crediticia al empleado de la empresa de alquiler de coches, Bob, pero no quiere proporcionar detalles de su extracto bancario. En este caso, indicadores como "puntuación de crédito" pueden servir como una forma de prueba de conocimiento cero. Alice demuestra su nivel de crédito al mostrar su puntuación de crédito, sin revelar información financiera específica.
En el campo de la blockchain, una aplicación típica de la tecnología ZK es la encriptación de criptomonedas anónimas. Por ejemplo, cuando los usuarios realizan transferencias, necesitan demostrar que tienen permiso para transferir mientras mantienen su anonimato. Las pruebas ZK permiten a los mineros verificar la legalidad de las transacciones sin conocer la identidad del usuario, lo que permite que los registros de transacciones sean añadidos a la cadena.
Cálculo seguro multipartito ( MPC ): lograr "cálculo conjunto sin revelación"
La tecnología de cálculo seguro multiparte aborda principalmente la siguiente cuestión: ¿cómo realizar cálculos conjuntos de manera segura sin que los participantes revelen su información sensible?
Esta tecnología permite que múltiples participantes completen conjuntamente tareas de cálculo sin que ninguna de las partes revele sus datos de entrada. Por ejemplo, tres personas quieren calcular su salario promedio, pero no quieren revelar números específicos entre sí. La tecnología MPC puede permitirles lograr este objetivo a través de algoritmos específicos.
En la industria de la encriptación, la tecnología MPC se aplica al desarrollo de wallets multi-firma. Por ejemplo, los wallets MPC lanzados por algunas plataformas de intercambio dividen la clave privada en varias partes, que se almacenan respectivamente en el teléfono del usuario, en la nube y en el intercambio. Este método no solo mejora la seguridad, sino que también aumenta la conveniencia de recuperación. Los wallets MPC más avanzados también pueden introducir más terceros para proteger los fragmentos de la clave privada, lo que refuerza aún más la seguridad.
Encriptación Homomórfica ( FHE ): realizar "cálculos en estado encriptado"
La tecnología de encriptación homomórfica total se centra en resolver el siguiente problema: ¿cómo se puede encriptar los datos de tal manera que los datos encriptados puedan ser calculados por un tercero no confiable, y los resultados del cálculo aún se puedan desencriptar correctamente?
En un sistema FHE, el propietario de los datos puede encriptar los datos originales y luego entregar los datos encriptados a un tercero con gran capacidad de cálculo para su procesamiento. El tercero completa el cálculo sin conocer el contenido de los datos originales, y al final, el propietario de los datos puede desencriptar y obtener el resultado real.
FHE tiene importantes aplicaciones en el campo de la computación en la nube y la inteligencia artificial. Por ejemplo, al manejar registros médicos sensibles o información financiera personal, FHE puede garantizar que los datos se mantengan en estado de encriptación durante todo el proceso de procesamiento, protegiendo así la seguridad de los datos y cumpliendo con los requisitos de las regulaciones de privacidad.
En el ámbito de la blockchain, la tecnología FHE puede utilizarse para mejorar el grado de descentralización del mecanismo de consenso PoS. A través de FHE, se puede prevenir el comportamiento de "plagio" entre nodos en redes PoS pequeñas, asegurando que cada nodo realice de forma independiente el trabajo de verificación. De igual manera, en las votaciones de gobernanza descentralizada, FHE puede prevenir el fenómeno de "seguir votos", reflejando mejor la verdadera opinión pública.
Comparación de tres tecnologías
Aunque estas tres tecnologías se dedican a proteger la privacidad y seguridad de los datos, existen diferencias en sus escenarios de aplicación y complejidad técnica:
Escenario de aplicación:
Complejidad técnica:
Estas tres tecnologías de encriptación tienen características distintas y juntas constituyen importantes pilares de la criptografía moderna, proporcionando un sólido soporte técnico para la seguridad de datos y la protección de la privacidad. Con el continuo desarrollo y perfeccionamiento de la tecnología, jugarán un papel importante en una gama más amplia de campos, promoviendo el avance constante de la seguridad y la protección de la privacidad en el mundo digital.