tamamen homomorfik şifreleme FHE: AI çağında gizlilik koruma aracı

Son günlerde kripto pazarında dalgalanmalar çok büyük olmasa da, bazı yeni teknolojiler yavaş yavaş olgunlaşmaya doğru ilerliyor. Bunlardan biri de tamamen homomorfik şifreleme (Fully Homomorphic Encryption, kısaca FHE) dikkat çekici bir tekniktir. Bu yıl Mayıs ayında, Ethereum kurucusu Vitalik Buterin, FHE ile ilgili konuları özel olarak ele aldı.

FHE bu karmaşık kavramını anlamak için önce "şifreleme" ve "homomorfik" terimlerinin anlamını ve neden "tamamen" homomorfik şifrelemeye ihtiyaç duyduğumuzu anlamamız gerekiyor.

şifrelemenin temel kavramları

Şifreleme, bilgi güvenliğini korumanın yaygın bir yoludur. Diyelim ki Alice, üçüncü bir taraf olan C aracılığıyla Bob'a gizli bir mesaj iletmek istiyor "1314 520", basit bir simetrik şifreleme yöntemi kullanarak her bir sayıyı 2 ile çarparak "2628 1040" haline getirebilir. Bob aldıktan sonra, her bir sayıyı 2'ye bölerek orijinal bilgiyi çözebilir. Böylece, C bilgi iletim sürecine dahil olsa bile, gerçek içeriği öğrenemez.

Homomorfik Şifrelemenin İlerlemesi

Homomorfik Şifreleme daha ileriye gider; şifrelenmiş veriler üzerinde doğrudan hesaplama yapılmasına izin verir, öncelikle şifreyi çözmeye gerek kalmadan. Örnek vermek gerekirse, 7 yaşındaki Alice sadece 2 ile çarpma ve 2 ile bölme işlemlerini yapabiliyor, ailesinin 12 ay boyunca elektrik faturasını (aylık 400 yuan) hesaplamak istiyor, ancak başkalarının kesin miktarı bilmesini istemiyor.

Alice, 400 ve 12'yi sırasıyla 2 ile şifreleyerek 800 ve 24'e dönüştü, ardından C'den 800×24'ü hesaplamasını istedi. C, sonucu 19200 olarak hesapladıktan sonra Alice'e bildirdi, Alice daha sonra sonucu 4'e bölerek doğru elektrik faturasını toplamda 4800 TL olarak elde etti. Bu süreçte, C gerçekte ne hesapladığını bilmedi, bu da homomorfik şifrelemenin özelliklerini göstermektedir.

Tamamen homomorfik şifrelemenin gerekliliği

Ancak, basit homomorfik şifrelemenin sınırlamaları vardır. Örneğin, eğer C yeterince zeki ise, orijinal veriyi tükenmez yöntemle kırabilir. Ayrıca, basit homomorfik şifreleme yalnızca sınırlı sayıda belirli işlemi destekleyebilir.

Tamamen homomorfik şifreleme (FHE), bu sınırlamaları aşar. Şifrelenmiş veriler üzerinde sonsuz sayıda toplama ve çarpma işlemi gerçekleştirilmesine izin verir, dünyanın çoğu matematiksel sorununu neredeyse ifade edebilir. FHE, daha karmaşık gürültülerin tanıtılmasıyla, üçüncü tarafların orijinal verileri çözmesini neredeyse imkansız hale getirir ve gerçekten veri kullanımı ile gizlilik korumasının bir kazan-kazan durumu sağlamasını gerçekleştirir.

FHE'nin Uygulama Geleceği

FHE teknolojisi AI alanında geniş bir uygulama potansiyeline sahiptir. Günümüzde, AI eğitimi büyük miktarda veri gerektirmekte, ancak birçok veri yüksek derecede hassasiyete sahiptir. FHE, veri gizliliğini korurken, AI'nın şifrelenmiş veriler üzerinde hesaplama ve öğrenme yapmasına olanak tanır.

Özellikle, kullanıcılar hassas verileri FHE ile şifreleyerek AI sistemine sunabilirler. AI sistemi şifrelenmiş verileri işledikten sonra, aynı şekilde şifrelenmiş sonuçlar üretir. Kullanıcılar daha sonra bu sonuçları yerel güvenli bir ortamda çözebilirler. Bu yöntem, AI'nın yeterli eğitim verisi almasını sağlarken, kullanıcıların gizliliğinin de korunmasını garanti eder.

FHE teknolojisinin zorlukları ve gelişimi

FHE'nin geniş bir potansiyeli olmasına rağmen, pratik uygulamalar hâlâ zorluklarla karşı karşıya. Ana sorun, FHE hesaplamalarının büyük bir hesaplama gücü desteği gerektirmesidir. Bu sorunu çözmek için bazı projeler, özel hesaplama ağı ve destekleyici altyapılar kurmayı araştırmaktadır.

Teknolojinin sürekli ilerlemesiyle, tamamen homomorfik şifreleme (FHE), AI çağında veri gizliliğini korumanın anahtarı olma umudunu taşımaktadır. Bireysel gizlilik korumadan ulusal güvenliğe kadar, FHE önemli bir rol oynayabilir. Gelecekteki AI odaklı dünyada, FHE teknolojisi, bireylerin ve organizasyonların veri güvenliğini korumanın son savunma hattı haline gelebilir.