FHE, ZK и MPC: Сравнение трех передовых технологий шифрования

В современную цифровую эпоху безопасность данных и защита конфиденциальности становятся все более важными. В этой статье мы подробно рассмотрим три передовые технологии шифрования: полностью гомоморфное шифрование (FHE), доказательство нулевого знания (ZK) и безопасные многосторонние вычисления (MPC), проанализируем их принципы работы, сценарии применения и отличия.

Нулевая доказательство (ZK): доказывать, не раскрывая

Технология доказательства с нулевым знанием позволяет одной стороне доказать другой стороне истинность определенного утверждения, не раскрывая никакой дополнительной информации. Эта технология основана на шифровании, что позволяет доказателю подтвердить, что он знает секрет, не раскрывая сам секрет.

Например, человек может доказать свою хорошую кредитоспособность арендной компании, не предоставляя подробных банковских выписок. В области блокчейна технологии ZK используются для анонимных транзакций, таких как анонимные монеты Zcash и др. Пользователи могут, защищая свою конфиденциальность, доказать, что у них есть достаточно монет для перевода, избегая проблемы двойного расходования.

Многосторонние безопасные вычисления (MPC): безопасные совместные вычисления

Технология MPC позволяет нескольким участникам совместно выполнять вычислительные задачи, не раскрывая свои входные данные. Эта технология очень полезна в ситуациях, когда требуется сотрудничество нескольких сторон, но при этом необходимо защищать их конфиденциальность.

Типичным примером является расчет средней зарплаты нескольких человек без раскрытия конкретных сумм зарплат каждого. В области шифрования, технологии MPC используются для разработки безопасных многоподписных кошельков. Такой кошелек делит приватный ключ на несколько частей, которые хранятся пользователями, облачными сервисами и другими третьими лицами, что повышает безопасность и восстанавливаемость средств.

Полная гомоморфная шифрование (FHE): Вычисления в зашифрованном состоянии

Полная гомоморфная шифрование позволяет выполнять вычисления на зашифрованных данных без предварительного расшифрования. Эта технология позволяет пользователям передавать зашифрованные чувствительные данные ненадежным третьим лицам для обработки и получать правильные результаты вычислений.

FHE имеет широкое применение в области облачных вычислений и искусственного интеллекта, особенно при обработке конфиденциальных данных, таких как медицинские записи или личная финансовая информация. В области блокчейна FHE может быть использовано для улучшения механизма согласования PoS и систем голосования, предотвращая плагиат результатов валидации узлов или слепое следование голосователей за голосованием крупных игроков.

Сравнение трех технологий

Хотя эти три технологии направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, их акценты различаются:

• ZK сосредоточен на том, как доказывать, что подходит для сценариев, где требуется проверка прав или идентичности.
• MPC сосредоточен на том, как безопасно проводить многопартийные вычисления, что подходит для случаев, когда требуется сотрудничество по данным, но при этом необходимо защищать конфиденциальность всех сторон.
• FHE акцентирует внимание на том, как выполнять вычисления в состоянии шифрования, особенно подходит для облачных вычислений и области услуг ИИ.

С точки зрения технической сложности, ZK требует глубоких математических и программных навыков, MPC сталкивается с проблемами синхронизации и эффективности связи, а FHE имеет узкие места в вычислительной эффективности.

С учетом постоянного роста потребностей в безопасности данных и защите конфиденциальности, эти передовые технологии шифрования будут играть все более важную роль в будущем, обеспечивая более надежную защиту нашей цифровой жизни.