Развитие и перспективы применения технологий FHE

Криптографические технологии играли важную роль в процессе человеческой цивилизации, особенно в области информационной безопасности и защиты конфиденциальности. В последние годы такие передовые криптографические технологии, как полно-гомоморфное шифрование (FHE), привлекают большое внимание. FHE позволяет выполнять произвольные вычисления над зашифрованными данными без их расшифровки, открывая новые возможности для множества областей.

Обзор FHE

FHE является одним из видов гомоморфного шифрования, который позволяет выполнять вычислительные операции над зашифрованными данными, при этом эти операции могут быть напрямую сопоставлены с открытыми данными. FHE поддерживает бесконечное количество вычислений и операций с зашифрованными данными.

В настоящее время Microsoft и компания Zama делают значительный вклад в область FHE. Библиотека SEAL от Microsoft и библиотека TFHE от Zama предлагают эффективные реализации FHE. Основные операции FHE включают: генерацию ключа, шифрование данных, выполнение гомоморфных вычислений, расшифровку результатов.

Инфраструктура fhEVM

fhEVM, разработанный компанией Zama, является полностью однородной EVM, поддерживающей приватные вычисления с использованием Solidity. Он предоставляет поддержку операций FHE через предварительно скомпилированные контракты, проектирует специализированную память и область хранения для FHE в EVM, а также предлагает библиотеку контрактов Solidity, которая снижает порог разработки.

Решение FHE-Rollups

Проект Fhenix объединяет fhEVM с технологией Rollup и предлагает решение Layer2 типа FHE-Rollups. Он использует технологию Optimistic Rollups, основные компоненты включают:

• Механизм доказательства мошенничества, основанный на Arbitrum Nitro
• Ядро библиотеки fheOS с функцией FHE
• Сетевая служба порогового управления ключами и расшифровкой

Копроцессоры FHE

Fhenix вводит модуль Relay, позволяющий различным публичным цепям и сетям Layer2 подключаться к функции FHE. Его процесс использования включает:

1. Вызов FHE сопроцессора через смарт-контракт
2. Запрос в очередь на Relay контракт
3. Релейные узлы пересылают запросы
4. Выполнение вычислений FHE Rollup
5. Выход расшифровки пороговой сети
6. Результат возвращается в контракт

Применение FHE

FHE показывает огромный потенциал в следующих областях:

• Игра на полном блокчейне с защитой конфиденциальности
• Защита от MEV в DeFi
• Обучение моделей ИИ для защиты конфиденциальности

Развитие экосистемы FHE

Кроме Zama и Fhenix, в экосистеме FHE есть несколько других проектов, на которые стоит обратить внимание:

• Солнцезащитный крем: собственная разработка компилятора FHE
• Mind Network: сочетание сети FHE с EigenLayer
• PADO Labs: zkFHE, объединяющий ZKP и FHE
• Inco Network: оптимизация эффективности вычислений FHE на Layer1
• Treat: FHE Layer3 экосистемы Shiba
• BasedAI: внедрение функции FHE для LLM в сеть

Технология FHE активно развивается и, вероятно, сыграет важную роль в различных областях в будущем. С появлением большего числа проектов и притоком финансирования экосистема FHE ожидает быстрого роста.