FHE, ZK e MPC: Análise comparativa de três técnicas de encriptação

Na era digital de hoje, a segurança dos dados e a proteção da privacidade tornaram-se cada vez mais importantes. Este artigo explorará três tecnologias avançadas de encriptação: Encriptação Homomórfica Total (FHE), Provas de Conhecimento Zero (ZK) e Cálculo Seguro Multipartidário (MPC), e analisará suas características e cenários de aplicação.

Prova de Conhecimento Zero (ZK): provar sem revelar

A tecnologia de prova de conhecimento zero resolve a questão de como verificar a veracidade das informações sem revelar informações específicas. Ela permite que uma parte (provador) prove a outra parte (verificador) a veracidade de uma declaração, sem revelar qualquer informação além do fato de que a declaração é verdadeira.

Por exemplo, em cenários de aluguer de carros, os clientes podem provar o seu bom estado de crédito à empresa de aluguer através da pontuação de crédito, sem a necessidade de apresentar extratos bancários detalhados. No campo da blockchain, a tecnologia ZK é utilizada em aplicações como moedas anónimas, como Zcash, permitindo que os utilizadores realizem validações de transacções enquanto protegem a sua privacidade.

Cálculo Seguro Multi-Partes (MPC): Cálculo conjunto sem divulgação

A tecnologia de computação segura multi-partes permite que várias partes participantes completem tarefas de cálculo em conjunto, sem revelar seus próprios dados de entrada. Esta tecnologia é especialmente útil em cenários que exigem a proteção da privacidade pessoal, mas que também necessitam de cálculos colaborativos.

Um exemplo típico é calcular o salário médio de várias pessoas, onde os participantes podem compartilhar parte da informação para chegar a um resultado, sem revelar os valores exatos dos seus salários. No campo das encriptação, a tecnologia MPC é aplicada no desenvolvimento de carteiras multi-assinatura seguras, aumentando a segurança na gestão de ativos.

Encriptação Homomórfica Total (FHE): Cálculo em Estado de Encriptação

A tecnologia de encriptação homomórfica permite realizar cálculos sobre dados encriptados sem a necessidade de os descriptografar. Isso significa que dados sensíveis podem ser delegados a terceiros não confiáveis para processamento, sem revelar as informações originais.

FHE tem uma ampla aplicação nos campos da computação em nuvem e inteligência artificial, especialmente no tratamento de dados sensíveis como registos médicos ou informações financeiras pessoais. No campo da blockchain, o FHE pode ser utilizado para aumentar o grau de descentralização das redes PoS, prevenir comportamentos de cópia entre nós, assim como melhorar os sistemas de votação descentralizados.

Comparação Técnica

Embora essas três tecnologias se concentrem na proteção da privacidade e segurança dos dados, elas diferem em termos de cenários de aplicação e complexidade técnica:

• ZK foca em provar a correção da informação, aplicando-se a cenários de autenticação e verificação de permissões.
• MPC foca em computação segura multipartidária, adequada para situações que requerem colaboração de dados, mas que também precisam proteger a privacidade das partes envolvidas.
• FHE permite o processamento de dados em estado de encriptação, especialmente adequado para cenários como computação em nuvem e serviços de IA.

Em termos de complexidade técnica, ZK requer habilidades matemáticas e de programação profundas, MPC enfrenta desafios de sincronização e eficiência de comunicação, enquanto FHE apresenta grandes obstáculos em termos de eficiência computacional.

Conclusão

Com o aprofundamento da digitalização, a segurança dos dados e a proteção da privacidade pessoal enfrentam desafios sem precedentes. As três tecnologias de encriptação, FHE, ZK e MPC, oferecem-nos ferramentas poderosas para ajudar a proteger informações sensíveis no mundo digital. Compreender as características e os cenários de aplicação dessas tecnologias é crucial para construir um ecossistema digital mais seguro e mais privado.