FHE, ZK e MPC: Comparação de três tecnologias avançadas de encriptação

Na era digital de hoje, a segurança de dados e a proteção da privacidade tornaram-se cada vez mais importantes. Este artigo irá explorar em profundidade três tecnologias avançadas de encriptação: encriptação totalmente homomórfica (FHE), provas de zero conhecimento (ZK) e computação segura multipartidária (MPC), analisando seu funcionamento, cenários de aplicação e diferenças.

Prova de Conhecimento Zero (ZK): provar sem revelar

A tecnologia de prova de conhecimento zero permite que uma parte prove a outra a veracidade de uma afirmação, sem revelar qualquer informação adicional. Esta tecnologia baseia-se na encriptação, permitindo que o provador prove que sabe o segredo, sem revelar o segredo em si.

Por exemplo, uma pessoa pode provar à empresa de aluguer de carros que tem um bom crédito, sem necessidade de fornecer extratos bancários detalhados. No campo da blockchain, a tecnologia ZK é utilizada para transações anónimas, como moedas anónimas como o Zcash. Os utilizadores podem, ao mesmo tempo que protegem a sua privacidade, provar que possuem criptomoedas suficientes para realizar transferências, evitando problemas de duplo gasto.

Cálculo Seguro Multilateral (MPC): Cálculo Colaborativo Seguro

A tecnologia MPC permite que múltiplos participantes completem conjuntamente tarefas de cálculo, sem que nenhuma das partes precise revelar seus dados de entrada. Esta tecnologia é muito útil em cenários que exigem colaboração entre várias partes, mas que também precisam proteger a privacidade de cada um.

Um exemplo típico é calcular o salário médio de várias pessoas, sem revelar o valor específico do salário de cada uma. No campo das encriptação, a tecnologia MPC é utilizada para desenvolver carteiras seguras de múltiplas assinaturas. Essas carteiras dividem a chave privada em várias partes, que são guardadas separadamente por usuários, serviços de nuvem e outros terceiros, aumentando a segurança e a recuperabilidade dos fundos.

Encriptação Homomórfica Total (FHE): Cálculo em estado de encriptação

A encriptação homomórfica permite realizar cálculos em dados encriptados sem a necessidade de os descifrar primeiro. Esta tecnologia permite que os usuários entreguem dados sensíveis encriptados a terceiros não confiáveis para processamento, e ainda assim consigam descifrar os resultados corretos dos cálculos.

A FHE tem ampla aplicação nos campos da computação em nuvem e da inteligência artificial, especialmente no tratamento de dados sensíveis como registos médicos ou informações financeiras pessoais. No campo da blockchain, a FHE pode ser usada para melhorar o mecanismo de consenso PoS e os sistemas de votação, prevenindo que os nós copiem os resultados de verificação ou que os votantes sigam cegamente os votos dos grandes investidores.

Comparação de Três Tecnologias

Embora essas três tecnologias tenham o objetivo de proteger a privacidade e a segurança dos dados, elas têm ênfases diferentes:

• ZK foca em como provar, aplicável a cenários que necessitam de verificação de permissões ou identidade.
• MPC foca em como realizar cálculos multipartidários de forma segura, sendo adequado para situações que exigem colaboração de dados, mas que precisam proteger a privacidade de todas as partes.
• FHE foca em como realizar cálculos em estado de encriptação, sendo especialmente adequado para o campo da 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 gargalos em termos de eficiência computacional.

Com o crescente aumento da demanda por segurança de dados e proteção da privacidade, essas avançadas encriptações desempenharão um papel cada vez mais importante no futuro, oferecendo uma proteção mais robusta para a nossa vida digital.