FHE, ZK та MPC: порівняльний аналіз трьох технологій шифрування

У сучасну цифрову епоху безпека даних та захист приватності стають дедалі важливішими. У цій статті буде розглянуто три передові технології шифрування: повна гомоморфна шифрування (FHE), нульові знання (ZK) та багатосторонні безпечні обчислення (MPC), а також проаналізовано їхні особливості та сфери застосування.

Нульове знання (ZK): доведення без розкриття

Технологія нульового знання вирішує проблему перевірки достовірності інформації без розкриття конкретної інформації. Вона дозволяє одній стороні (довірителю) довести іншій стороні (перевіряючому) правильність певного твердження, не розкриваючи жодної інформації, крім того, що це твердження є правильним.

Наприклад, у сценарії оренди автомобілів клієнт може довести свою хорошу кредитну історію компанії з оренди автомобілів за допомогою кредитного рейтингу, не показуючи детальні банківські виписки. У сфері блокчейн-технологій технологія ZK використовується в таких додатках, як анонімні монети, наприклад, Zcash, що дозволяє користувачам підтверджувати транзакції, зберігаючи при цьому конфіденційність.

Багатосторонні обчислення (MPC): спільні обчислення без витоків

Технологія багатостороннього безпечного обчислення дозволяє кільком сторонам спільно виконувати обчислювальні завдання без розкриття своїх вхідних даних. Ця технологія особливо корисна в сценаріях, де потрібно захистити особисту конфіденційність, але при цьому необхідна спільна обробка даних.

Типовим прикладом є обчислення середньої зарплати багатьох людей, учасники можуть поділитися частиною інформації для отримання результату, не розкриваючи конкретні суми своїх зарплат. У сфері криптовалют технологія MPC використовується для розробки безпечних мультипідписних гаманців, що підвищує безпеку управління активами.

Повна гомоморфна шифрування (FHE): обчислення в зашифрованому стані

Повна гомоморфна шифрувальна технологія дозволяє виконувати обчислення над зашифрованими даними без їх розшифрування. Це означає, що чутливі дані можна доручити ненадійним третім сторонам для обробки, не розкриваючи оригінальну інформацію.

FHE має широке застосування в галузі хмарних обчислень та штучного інтелекту, особливо при обробці чутливих даних, таких як медичні записи або особиста фінансова інформація. У сфері блокчейн FHE може бути використано для підвищення рівня децентралізації мереж PoS, запобігання плагіату між вузлами, а також поліпшення децентралізованих систем голосування.

Технічне порівняння

Хоча ці три технології прагнуть захистити конфіденційність і безпеку даних, вони відрізняються за сценаріями застосування та технічною складністю:

• ZK зосереджується на доведенні правильності інформації, що підходить для сценаріїв автентифікації та перевірки прав доступу.
• MPC зосереджується на безпечних обчисленнях з кількома сторонами, що підходить для ситуацій, коли потрібна співпраця з даними, але необхідно захистити конфіденційність усіх сторін.
• FHE дозволяє обробку даних у зашифрованому стані, особливо підходить для таких сценаріїв, як хмарні обчислення та послуги ШІ.

У плані технологічної складності ZK потребує глибоких математичних і програмних навичок, MPC стикається з викликами синхронізації та ефективності зв'язку, тоді як FHE має значні перешкоди в обчислювальній ефективності.

Висновок

Зі зростанням рівня цифровізації питання безпеки даних і захисту особистої інформації постають перед небаченими викликами. Три технології шифрування - FHE, ZK та MPC - надають нам потужні інструменти, які допомагають захистити чутливу інформацію в цифровому світі. Розуміння особливостей цих технологій та їхніх сферах застосування є критично важливим для створення більш безпечної та приватної цифрової екосистеми.