tamamen homomorfik şifreleme teknolojisi tanıtımı ve uygulama alanları

tamamen homomorfik şifreleme(FHE), şifrelenmiş veriler üzerinde, şifre çözmeden fonksiyon hesaplamalarına izin veren özel bir şifreleme şemasını ifade eder. Bu sayede, o fonksiyonun çıktısının şifrelenmiş sonucunu elde ederek veri gizliliği korunur. Geleneksel statik şifreleme ve iletim sırasında şifreleme ile karşılaştırıldığında, FHE şifrelenmiş veriler üzerinde karmaşık hesaplama işlemleri gerçekleştirebilir.

FHE'nin tipik bir uygulama senaryosu çevrimiçi oylama sistemidir. Seçmenler oy sonuçlarını şifreleyebilir ve gönderebilir, aradaki varlık tüm şifrelenmiş oyları toplar, oy sayısını istatistiksel olarak hesaplar ve nihai sonucu açıklar, herkesin belirli oy içeriğini çözmeden. Bu, geleneksel şifreleme çözümlerinde aracıların tüm verileri çözmesi gerektiği sorununu ortadan kaldırır ve gizliliği daha iyi korur.

FHE sistemleri genellikle aşağıdaki anahtar türlerini içerir:

1. Şifre çözme anahtarı: Sistemin ana anahtarı, FHE şifreli metni çözmek için kullanılır ve genellikle sadece anahtar sahibi tarafından yerel olarak saklanır.

2. Şifreleme Anahtarı: Açık metni şifreli metne dönüştürmek için kullanılır, açık anahtar modunda halka açık olabilir.

3. Anahtar Hesaplama: Şifreli veriler üzerinde homomorfik işlemler yapmak için kullanılır, kamuya açık olabilir ancak şifreli verileri kırmak için kullanılamaz.

FHE'nin birkaç yaygın uygulama modeli vardır:

1. Dış kaynak kullanımı modeli: Hassas verileri şifreledikten sonra bulut hizmet sağlayıcısına işleme vermek, PIR gibi senaryolar için uygundur.

2. Tarafların hesaplama modeli: Her iki taraf da "milyoner problemi" gibi ortak hesaplama için gizli veriler sağlar.

3. Kümeleme Modu: Birden fazla katılımcının şifrelenmiş verilerini bir araya getirerek, federatif öğrenme, oylama sistemleri vb. için kullanılır.

4. İstemci-Sunucu Modu: Sunucu, birden fazla istemciye özel AI model hesaplama hizmeti sağlar.

FHE'nin avantajı, güvenliğinin donanımdan ziyade şifreleme algoritmalarına dayanmasıdır, bu da yan kanal saldırılarını önleyebilir. Ancak şu anda hesaplama maliyeti oldukça yüksektir ve yaygın kullanım için özel donanım desteği gerekmektedir. Gelecekte, teknoloji ilerledikçe, FHE'nin gizlilik hesaplama alanında daha büyük bir rol oynaması beklenmektedir.