FHE, ZK, MPC: порівняння трьох сучасних шифрувальних технологій

У сучасну цифрову еру безпека даних та захист приватності стають все більш важливими. Повна гомоморфна шифрування (FHE), докази з нульовими знаннями (ZK) та багатосторонні безпечні обчислення (MPC) є трьома технологіями шифрування, які привертають до себе увагу, і кожна з них відіграє важливу роль у різних сценаріях. У цій статті буде детально порівняно ці три технології, щоб допомогти читачам краще зрозуміти їхні особливості та застосування.

Нульове знання (ZK): доведення без розкриття

Технологія нульових знань вирішує питання, як перевірити достовірність інформації без розкриття конкретних даних. Вона дозволяє одній стороні (доказнику) довести іншій стороні (перевіряючому), що вона знає певну таємницю, не розкриваючи жодної конкретної інформації про цю таємницю.

Наприклад, Аліса може довести працівнику прокату автомобілів Бобу, що її кредитна історія хороша, не показуючи конкретні банківські виписки. У сфері блокчейну анонімна монета Zcash використовує цю технологію. Користувачі можуть довести своє право на проведення транзакцій, зберігаючи при цьому анонімність, що дозволяє уникнути проблеми подвійних витрат.

Багатосторонні обчислення безпеки (MPC): спільне обчислення без витоку

Технологія безпечних обчислень з кількома сторонами дозволяє кільком учасникам спільно виконувати обчислювальні завдання без розкриття своїх вхідних даних. Наприклад, кілька людей можуть обчислити свою середню зарплату, не розкриваючи свої конкретні зарплати.

У сфері шифрування, технологія MPC використовується для розробки більш безпечних гаманців. Деякі торгові платформи запустили гаманці MPC, які ділять приватний ключ на кілька частин, які зберігаються на телефоні користувача, в хмарі та на платформі. Цей підхід не лише підвищує безпеку, але й збільшує ймовірність відновлення.

Повна гомоморфна шифрування (FHE): шифровані обчислення не розкривають

Технологія повної гомоморфної шифрування дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними, при цьому результати обчислень можуть бути розшифровані власником оригінальних даних. Це дає змогу користувачам передавати зашифровані чутливі дані ненадійним третім сторонам для обробки, не турбуючись про витік даних.

У сфері блокчейну технологія FHE може бути використана для вирішення проблеми лінощів вузлів та слідування голосуванню в маломасштабних мережах PoS. Наприклад, деякі проекти використовують технологію FHE, щоб дозволити вузлам PoS завершувати верифікацію блоків, не знаючи відповіді інших вузлів, що запобігає плагіату між вузлами. Так само, у системах голосування FHE може запобігти взаємному впливу голосувальників, забезпечуючи більш реалістичні результати голосування.

Технічне порівняння

Хоча ці три технології призначені для захисту конфіденційності та безпеки даних, між ними є відмінності в контекстах застосування та технічній складності:

• ZK в основному використовується для доказів, підходить для сценаріїв, де потрібно перевірити права або особу.
• MPC зосереджується на спільних обчисленнях кількох сторін, підходить для ситуацій, де потрібна співпраця з даними, але необхідно захистити конфіденційність кожної сторони.
• FHE зосереджується на обробці зашифрованих даних, особливо підходить для таких областей, як хмарні обчислення та послуги ШІ.

У термінах технічної складності, ZK потребує глибоких математичних і програмних навичок; MPC стикається з проблемами синхронізації та ефективності зв'язку при участі багатьох сторін; FHE все ще стикається з величезними викликами в обчислювальній ефективності.

Зі збільшенням цифровізації ці технології шифрування відіграватимуть все більш важливу роль у захисті нашої безпеки даних та особистої приватності. Розуміння їх відмінностей і сценаріїв застосування є надзвичайно важливим для того, щоб краще захищати себе в цифрову епоху.