encriptação totalmente homomórfica: visão geral da tecnologia e análise de cenários de aplicação

encriptação totalmente homomórfica(FHE) é uma tecnologia de encriptação avançada que permite realizar cálculos diretamente sobre dados encriptados, sem a necessidade de os descodificar. Ao contrário da encriptação estática tradicional e da encriptação em trânsito, a FHE consegue suportar processamento de dados complexo enquanto protege a privacidade.

A principal vantagem da encriptação totalmente homomórfica (FHE) é a capacidade de executar qualquer operação de função em estado de texto cifrado, com o resultado ainda na forma encriptada. Isso permite que dados sensíveis sejam processados de forma segura em ambientes não confiáveis, como plataformas de computação em nuvem. A segurança do FHE baseia-se em algoritmos criptográficos e não depende de hardware, permitindo assim uma proteção eficaz contra vários tipos de ataques de canal lateral.

O sistema FHE geralmente inclui três tipos de chaves:

1. Chave de decriptação: chave mestra, usada para decriptar o resultado final.
2. Chave de encriptação: utilizada para encriptar os dados originais.
3. Cálculo da chave: usada para realizar operações homomórficas sobre o texto cifrado.

FHE tem vários modos de aplicação:

• Modelo de outsourcing: entregar dados encriptados a um terceiro para processamento, aplicável a cenários como PIR.
• Modo de cálculo entre duas partes: ambas as partes fornecem dados privados para realizar cálculos conjuntos.
• Modo de agregação: resume dados de várias partes, aplicado a aprendizagem federada, votação eletrónica, etc.
• Modo cliente-servidor: o servidor fornece o modelo de IA, o cliente fornece dados privados.

Embora a encriptação totalmente homomórfica (FHE) tenha um custo computacional elevado, ela possui vantagens únicas em cenários com altas exigências de proteção de privacidade. No futuro, com o desenvolvimento de hardware dedicado, espera-se que a FHE seja aplicada de forma mais ampla.

Na prática, a encriptação totalmente homomórfica (FHE) pode verificar a correção do cálculo através da introdução de cálculos redundantes, assinaturas digitais e outros métodos. Ao mesmo tempo, podem ser utilizados mecanismos como o compartilhamento de chaves para controlar as permissões de decriptação. O desenvolvimento da FHE trará novas possibilidades para o campo da computação de privacidade.