FHE, ZK и MPC: Сравнительный анализ трех технологий шифрования

В современную цифровую эпоху безопасность данных и защита конфиденциальности становятся все более важными. В этой статье будут рассмотрены три передовые технологии шифрования: полностью гомоморфное шифрование (FHE), доказательства нулевого знания (ZK) и безопасные вычисления с участием нескольких сторон (MPC), а также проанализированы их особенности и области применения.

Нулевая конфиденциальность (ZK): доказательство без раскрытия

Технология нулевых знаний решает проблему проверки истинности информации без раскрытия конкретной информации. Она позволяет одной стороне (доказателю) доказать другой стороне (проверяющему) правильность определённого утверждения, не раскрывая никакой информации, кроме того, что это утверждение является истинным.

Например, в сценарии аренды автомобилей клиенты могут продемонстрировать свою хорошую кредитную историю компании по аренде автомобилей с помощью кредитного рейтинга, не показывая детализированные банковские выписки. В области блокчейна технологии ZK используются в приложениях, таких как анонимные монеты, например Zcash, позволяя пользователям подтверждать транзакции, защищая при этом свою конфиденциальность.

Многосторонние безопасные вычисления (MPC): совместные вычисления без раскрытия

Технология безопасных вычислений с несколькими сторонами позволяет нескольким участникам совместно выполнять вычислительные задачи, не раскрывая свои входные данные. Эта технология особенно полезна в сценариях, где необходимо защитить личную информацию, но при этом требуется совместное вычисление.

Типичным примером является расчет средней заработной платы нескольких человек, участники могут поделиться частью информации для получения результата, не раскрывая конкретные суммы заработной платы. В области шифрования, технологии MPC применяются для разработки безопасных многоподписных кошельков, увеличивая безопасность управления активами.

Полностью однородное шифрование (FHE): вычисления в зашифрованном состоянии

Технология полностью однородного шифрования позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки. Это означает, что можно передавать конфиденциальные данные ненадежным третьим сторонам для обработки, не раскрывая исходную информацию.

FHE имеет широкое применение в области облачных вычислений и искусственного интеллекта, особенно при обработке чувствительных данных, таких как медицинские записи или личная финансовая информация. В области блокчейна FHE можно использовать для повышения степени децентрализации сетей PoS, предотвращения плагиата между узлами, а также для улучшения децентрализованных систем голосования.

Сравнение технологий

Хотя эти три технологии направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, они различаются по области применения и технической сложности:

• ZK сосредоточен на доказательстве правильности информации, что подходит для сценариев проверки личности и проверки прав доступа.
• MPC акцентируется на многосторонних безопасных вычислениях, что подходит для ситуаций, когда требуется совместная работа с данными, но необходимо защитить конфиденциальность всех сторон.
• FHE позволяет обрабатывать данные в зашифрованном состоянии, что особенно подходит для таких сценариев, как облачные вычисления и услуги ИИ.

В плане технической сложности ZK требует глубоких математических и программных навыков, MPC сталкивается с проблемами синхронизации и эффективностью связи, в то время как FHE имеет значительные препятствия с вычислительной эффективностью.

Заключение

С углублением цифровизации безопасность данных и защита личной конфиденциальности сталкиваются с беспрецедентными вызовами. Три технологии шифрования: FHE, ZK и MPC предоставляют нам мощные инструменты для защиты конфиденциальной информации в цифровом мире. Понимание особенностей и областей применения этих технологий имеет решающее значение для создания более безопасной и более конфиденциальной цифровой экосистемы.