Chiffrement homomorphe complet FHE technologie : état actuel et potentiel

Les technologies de la cryptographie jouent un rôle important dans le processus de la civilisation humaine, en particulier dans les domaines de la sécurité de l'information et de la protection de la vie privée. Satoshi Nakamoto a combiné de manière créative des technologies de cryptographie telles que le chiffrement asymétrique et les fonctions de hachage pour concevoir le mécanisme de preuve de travail du Bitcoin, ouvrant ainsi une nouvelle ère pour la blockchain.

Avec le développement de l'industrie de la blockchain, des technologies cryptographiques de pointe telles que la preuve à divulgation nulle de connaissance, le calcul multipartite et le chiffrement homomorphe complet émergent constamment. Parmi elles, le chiffrement homomorphe complet (FHE) permet d'effectuer des calculs arbitraires sur des données cryptées sans les déchiffrer, réalisant ainsi un calcul de confidentialité sur chaîne combinable, apportant de nouvelles possibilités dans plusieurs domaines.

Vue d'ensemble du FHE

FHE, ou chiffrement homomorphe complet, permet d'effectuer un nombre illimité de calculs et d'opérations sur des données chiffrées, ces opérations pouvant être directement mappées sur des données en clair. Des entreprises comme Microsoft et Zama proposent d'excellentes bibliothèques FHE open source, telles que SEAL et TFHE, offrant aux développeurs des implémentations FHE efficaces.

Le processus de base du chiffrement homomorphe complet (FHE) comprend :

1. Générer une paire de clés
2. Chiffrement des données avec une clé publique
3. Effectuer des calculs homomorphiques sur des données chiffrées
4. Déchiffrer le résultat avec la clé privée

Dans la pratique, la gestion des clés de déchiffrement est particulièrement cruciale. Des solutions telles que le calcul sécurisé multipartite peuvent être utilisées pour améliorer la sécurité de la gestion des clés.

fhEVM : Les bases de l'application du FHE sur la blockchain

Pour appliquer le FHE sur la blockchain, la manière idéale est de l'encapsuler en tant que bibliothèque de code de contrat intelligent. Cela nécessite que la machine virtuelle prenne en charge l'ensemble d'instructions mathématiques complexes requises pour le FHE.

Le fhEVM développé par la société Zama est un EVM homomorphe complet qui prend en charge l'implémentation de calculs privés avec Solidity. Ses caractéristiques clés comprennent :

• Fournir un support pour les opérations FHE via des contrats précompilés
• Mécanisme de déchiffrement basé sur un protocole de seuil distribué
• Bibliothèque de contrats Solidity abaissant le seuil de développement

fhEVM a jeté les bases des applications FHE sur la blockchain, mais fait face à certains défis dans les applications réelles.

FHE-Rollups : construire un écosystème FHE

Un fhEVM pur a du mal à constituer un écosystème complet, il doit être combiné avec des solutions Layer2/Layer3. Fhenix, en tant que pionnier, explore la combinaison de fhEVM avec Rollup et propose une solution Layer2 de type FHE-Rollups.

Fhenix utilise la solution Optimistic Rollups, la pile technologique comprend :

• Variante fraud prover d'Arbitrum Nitro
• Bibliothèque centrale fheOS
• Réseau de services de seuil TSN

Fhenix a lancé une version préliminaire de Fhenix Frontier, offrant une bibliothèque de contrats intelligents, des outils de développement, etc.

Coprocesseurs FHE : solutions FHE inter-chaînes

Fhenix introduit le module Relay, permettant à divers blockchains publics et réseaux Layer2 de se connecter aux fonctionnalités FHE. En combinant le mécanisme de Restaking d'EigenLayer, cela offre un canal de service FHE plus rapide.

Processus d'utilisation:

1. Appeler le coprocesseur FHE sur la chaîne hôte
2. Demande de file d'attente de contrat Relay
3. Le nœud Relay transmet à Fhenix Rollup
4. Exécuter le calcul FHE
5. Décryptage par réseau de seuil
6. Résultats de retour et preuves
7. Vérifiez et envoyez les résultats

Scénarios d'application du chiffrement homomorphe complet

Le FHE a de vastes perspectives d'application dans des domaines tels que les jeux, la DeFi et l'IA :

• Jeu de chaîne complète avec protection de la vie privée
• Prévention des attaques MEV dans DeFi
• Protection de la vie privée des personnes lors de l'entraînement des modèles d'IA

Reconnaissance de la communauté pour le FHE

Le FHE est considéré comme le Saint Graal de la cryptographie, et sa valeur est largement reconnue. Vitalik Buterin a publiquement soutenu plusieurs fois la technologie FHE. De nouveaux projets émergent sans cesse, et les financements continuent d'affluer, annonçant une explosion imminente de la technologie FHE.

Aperçu de l'écosystème FHE

En plus de Zama et Fhenix, il existe d'autres projets FHE qui méritent d'être surveillés :

• Crème solaire : compilateur FHE développé en interne
• Mind Network : réseau FHE combiné avec EigenLayer
• PADO Labs : zkFHE intégrant ZKP et chiffrement homomorphique
• Arcium: réseau de calcul confidentiel parallèle
• Inco Network: une couche 1 optimisant l'efficacité des calculs de chiffrement homomorphe complet
• Traitement : FHE Layer3 de l'écosystème Shiba
• octra: prend en charge un réseau FHE avec un environnement d'exécution isolé
• BasedAI: Introduire la fonctionnalité FHE pour LLM
• Encifher : se concentrer sur FHEML
• Privasea: Réseau FHE destiné au domaine de l'IA

Les organisations à but non lucratif telles que FHE.org et FHE Onchain fournissent des ressources pour la recherche académique et la vulgarisation de l'éducation.

La technologie FHE a un avenir prometteur et devrait apporter innovation et transformation dans plusieurs domaines. Avec le développement de projets comme Fhenix, une application généralisée de FHE est imminente.