Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) phân tích kỹ thuật: Nguyên tắc, Ứng dụng và Triển vọng tương lai
Thời gian gần đây, thị trường mã hóa có sự biến động khá nhỏ, cung cấp cho chúng tôi nhiều thời gian hơn để chú ý đến sự phát triển của các công nghệ mới nổi. Mặc dù thị trường mã hóa năm 2024 có thể không hoành tráng như những năm trước, nhưng vẫn có một số công nghệ mới đang dần chín muồi, trong đó có chủ đề mà chúng tôi sẽ thảo luận hôm nay: mã hóa đồng cấu hoàn toàn (Fully Homomorphic Encryption, viết tắt là FHE).
Để hiểu khái niệm phức tạp FHE này, trước tiên chúng ta cần hiểu "mã hóa" là gì, "đồng cấu" là gì, và tại sao phải "toàn bộ".
Khái niệm cơ bản về mã hóa
Cách mã hóa cơ bản nhất mà mọi người đều quen thuộc. Ví dụ, Alice muốn gửi cho Bob một thông tin bí mật "1314 520". Nếu cần truyền thông tin qua bên thứ ba C và phải đảm bảo tính bảo mật của thông tin, một phương pháp đơn giản là nhân mỗi số với 2 để mã hóa, biến thành "2628 1040". Khi Bob nhận được, chỉ cần chia mỗi số cho 2, anh ấy có thể giải mã thông tin gốc của Alice. Cách này chính là mã hóa đối xứng cơ bản nhất.
Mã hóa đồng cấu
Bây giờ, giả sử Alice chỉ mới 7 tuổi, chỉ có thể thực hiện các phép toán đơn giản nhất như nhân 2 và chia 2. Cô cần tính tổng số tiền điện trong 12 tháng tại nhà, mỗi tháng tiền điện là 400 nhân dân tệ. Nhưng việc 400 nhân 12 đối với cô ấy quá phức tạp, cô không thể tính được. Đồng thời, cô không muốn để người khác biết thông tin cụ thể về tiền điện.
Trong trường hợp này, Alice có thể sử dụng phương pháp mã hóa đồng cấu đơn giản. Cô ấy sẽ nhân 400 và 12 với 2 để mã hóa, trở thành 800 và 24, sau đó để C tính toán kết quả của 800 nhân 24. C tính được 19200 và nói với Alice, sau đó Alice chia kết quả này cho 2 và chia cho 2 lần nữa, cô ấy nhận được tổng số tiền điện đúng là 4800 nhân.
Đây là một ví dụ đơn giản về mã hóa đồng cấu nhân. 800 nhân 24 thực tế là ánh xạ của 400 nhân 12, hình thức trước và sau khi biến đổi là giống nhau, do đó được gọi là "đồng cấu". Cách này cho phép các thực thể không tin cậy thực hiện tính toán, đồng thời bảo vệ dữ liệu nhạy cảm không bị rò rỉ.
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn cần thiết
Tuy nhiên, các vấn đề trong thế giới thực thường phức tạp hơn. Nếu C có thể suy luận ra dữ liệu gốc của Alice bằng phương pháp thử tất cả, thì cần một phương pháp mã hóa cao cấp hơn, đó chính là mã hóa đồng cấu hoàn toàn.
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn cho phép thực hiện bất kỳ số lần phép cộng và phép nhân nào trên dữ liệu đã mã hóa, chứ không chỉ giới hạn ở một số lần phép toán cụ thể. Điều này làm tăng đáng kể độ khó để phá vỡ, gần như loại trừ khả năng bên thứ ba xâm phạm dữ liệu riêng tư.
Đến năm 2009, các học giả như Gentry đã đưa ra những ý tưởng mới thực sự mở ra khả năng của mã hóa đồng cấu hoàn toàn. Công nghệ này được coi là một trong những chiếc cốc thánh trong lĩnh vực mã hóa.
Ứng dụng của FHE
Công nghệ FHE có giá trị ứng dụng tiềm năng trong nhiều lĩnh vực, trong đó lĩnh vực AI đặc biệt nổi bật.
Trong quá trình đào tạo AI, việc bảo vệ quyền riêng tư của một lượng lớn dữ liệu luôn là một vấn đề nan giải. Công nghệ Mã hóa đồng cấu hoàn toàn có thể giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả:
Mã hóa dữ liệu nhạy cảm theo cách FHE
Sử dụng dữ liệu đã được mã hóa để thực hiện tính toán AI
AI xuất kết quả đã mã hóa
Người dùng giải mã kết quả tại địa phương
Cách này vừa bảo vệ quyền riêng tư của dữ liệu, vừa tận dụng sức mạnh tính toán lớn của AI, đạt được mục tiêu "cả hai đều cần".
Thách thức của Mã hóa đồng cấu hoàn toàn trong ứng dụng thực tế
Mặc dù công nghệ FHE có triển vọng lớn, nhưng trong thực tế vẫn phải đối mặt với những thách thức lớn, chủ yếu là do chi phí tính toán cao. Để giải quyết vấn đề này, một số dự án đang cố gắng xây dựng mạng lưới tính toán chuyên biệt và cơ sở hạ tầng hỗ trợ.
Ví dụ, có những dự án đã đề xuất kiến trúc mạng tương tự như PoW+PoS để giải quyết vấn đề sức mạnh tính toán. Họ đã cho ra mắt các thiết bị phần cứng chuyên dụng để khai thác, cũng như tài sản NFT tương tự như chứng nhận công việc. Những nỗ lực này nhằm xây dựng một mạng lưới sức mạnh tính toán mạnh mẽ, mở đường cho việc ứng dụng quy mô lớn FHE.
Triển vọng tương lai của FHE
Nếu AI có thể ứng dụng công nghệ mã hóa đồng cấu (FHE) trên quy mô lớn, điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của AI một cách đáng kể, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo mật dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư. Từ an ninh quốc gia đến bảo vệ quyền riêng tư cá nhân, công nghệ FHE có triển vọng ứng dụng rộng rãi.
Trong bối cảnh AI phát triển nhanh chóng ngày nay, vấn đề quyền riêng tư dữ liệu ngày càng trở nên quan trọng. Nếu công nghệ FHE có thể thực sự trưởng thành, thì nó chắc chắn sẽ trở thành hàng rào cuối cùng để nhân loại bảo vệ quyền riêng tư trong kỷ nguyên số. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, chúng ta có lý do để hy vọng rằng FHE có thể phát huy vai trò quan trọng hơn trong tương lai, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ cho an ninh dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
13 thích
Phần thưởng
13
7
Chia sẻ
Bình luận
0/400
OldLeekNewSickle
· 19giờ trước
Lại thấy Bên dự án chơi đùa với mọi người kỹ thuật đóng gói... nhìn thấu mà không nói thấu
Xem bản gốcTrả lời0
FloorSweeper
· 19giờ trước
chịu dậy đi... mã hóa sẽ không cứu dữ liệu quý giá của bạn khỏi tôi đâu lmao
Xem bản gốcTrả lời0
bridge_anxiety
· 19giờ trước
Chắc hẳn những người thật sự hiểu biết đã rời đi hết rồi.
Xem bản gốcTrả lời0
MainnetDelayedAgain
· 19giờ trước
Đã 102 ngày kể từ lần cuối cùng nói rằng dữ liệu riêng tư cần được giải quyết rồi nhỉ~
Xem bản gốcTrả lời0
GovernancePretender
· 19giờ trước
Khả năng tính toán đắt như vậy ai sẽ chịu trách nhiệm chi tiền
Xem bản gốcTrả lời0
MevHunter
· 19giờ trước
Nghe có vẻ cao sang, nhưng khả năng tính toán không chịu nổi đâu.
Phân tích công nghệ FHE: Mã hóa đồng cấu hoàn toàn làm thế nào để bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu AI
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) phân tích kỹ thuật: Nguyên tắc, Ứng dụng và Triển vọng tương lai
Thời gian gần đây, thị trường mã hóa có sự biến động khá nhỏ, cung cấp cho chúng tôi nhiều thời gian hơn để chú ý đến sự phát triển của các công nghệ mới nổi. Mặc dù thị trường mã hóa năm 2024 có thể không hoành tráng như những năm trước, nhưng vẫn có một số công nghệ mới đang dần chín muồi, trong đó có chủ đề mà chúng tôi sẽ thảo luận hôm nay: mã hóa đồng cấu hoàn toàn (Fully Homomorphic Encryption, viết tắt là FHE).
Để hiểu khái niệm phức tạp FHE này, trước tiên chúng ta cần hiểu "mã hóa" là gì, "đồng cấu" là gì, và tại sao phải "toàn bộ".
Khái niệm cơ bản về mã hóa
Cách mã hóa cơ bản nhất mà mọi người đều quen thuộc. Ví dụ, Alice muốn gửi cho Bob một thông tin bí mật "1314 520". Nếu cần truyền thông tin qua bên thứ ba C và phải đảm bảo tính bảo mật của thông tin, một phương pháp đơn giản là nhân mỗi số với 2 để mã hóa, biến thành "2628 1040". Khi Bob nhận được, chỉ cần chia mỗi số cho 2, anh ấy có thể giải mã thông tin gốc của Alice. Cách này chính là mã hóa đối xứng cơ bản nhất.
Mã hóa đồng cấu
Bây giờ, giả sử Alice chỉ mới 7 tuổi, chỉ có thể thực hiện các phép toán đơn giản nhất như nhân 2 và chia 2. Cô cần tính tổng số tiền điện trong 12 tháng tại nhà, mỗi tháng tiền điện là 400 nhân dân tệ. Nhưng việc 400 nhân 12 đối với cô ấy quá phức tạp, cô không thể tính được. Đồng thời, cô không muốn để người khác biết thông tin cụ thể về tiền điện.
Trong trường hợp này, Alice có thể sử dụng phương pháp mã hóa đồng cấu đơn giản. Cô ấy sẽ nhân 400 và 12 với 2 để mã hóa, trở thành 800 và 24, sau đó để C tính toán kết quả của 800 nhân 24. C tính được 19200 và nói với Alice, sau đó Alice chia kết quả này cho 2 và chia cho 2 lần nữa, cô ấy nhận được tổng số tiền điện đúng là 4800 nhân.
Đây là một ví dụ đơn giản về mã hóa đồng cấu nhân. 800 nhân 24 thực tế là ánh xạ của 400 nhân 12, hình thức trước và sau khi biến đổi là giống nhau, do đó được gọi là "đồng cấu". Cách này cho phép các thực thể không tin cậy thực hiện tính toán, đồng thời bảo vệ dữ liệu nhạy cảm không bị rò rỉ.
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn cần thiết
Tuy nhiên, các vấn đề trong thế giới thực thường phức tạp hơn. Nếu C có thể suy luận ra dữ liệu gốc của Alice bằng phương pháp thử tất cả, thì cần một phương pháp mã hóa cao cấp hơn, đó chính là mã hóa đồng cấu hoàn toàn.
Mã hóa đồng cấu hoàn toàn cho phép thực hiện bất kỳ số lần phép cộng và phép nhân nào trên dữ liệu đã mã hóa, chứ không chỉ giới hạn ở một số lần phép toán cụ thể. Điều này làm tăng đáng kể độ khó để phá vỡ, gần như loại trừ khả năng bên thứ ba xâm phạm dữ liệu riêng tư.
Đến năm 2009, các học giả như Gentry đã đưa ra những ý tưởng mới thực sự mở ra khả năng của mã hóa đồng cấu hoàn toàn. Công nghệ này được coi là một trong những chiếc cốc thánh trong lĩnh vực mã hóa.
Ứng dụng của FHE
Công nghệ FHE có giá trị ứng dụng tiềm năng trong nhiều lĩnh vực, trong đó lĩnh vực AI đặc biệt nổi bật.
Trong quá trình đào tạo AI, việc bảo vệ quyền riêng tư của một lượng lớn dữ liệu luôn là một vấn đề nan giải. Công nghệ Mã hóa đồng cấu hoàn toàn có thể giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả:
Cách này vừa bảo vệ quyền riêng tư của dữ liệu, vừa tận dụng sức mạnh tính toán lớn của AI, đạt được mục tiêu "cả hai đều cần".
Thách thức của Mã hóa đồng cấu hoàn toàn trong ứng dụng thực tế
Mặc dù công nghệ FHE có triển vọng lớn, nhưng trong thực tế vẫn phải đối mặt với những thách thức lớn, chủ yếu là do chi phí tính toán cao. Để giải quyết vấn đề này, một số dự án đang cố gắng xây dựng mạng lưới tính toán chuyên biệt và cơ sở hạ tầng hỗ trợ.
Ví dụ, có những dự án đã đề xuất kiến trúc mạng tương tự như PoW+PoS để giải quyết vấn đề sức mạnh tính toán. Họ đã cho ra mắt các thiết bị phần cứng chuyên dụng để khai thác, cũng như tài sản NFT tương tự như chứng nhận công việc. Những nỗ lực này nhằm xây dựng một mạng lưới sức mạnh tính toán mạnh mẽ, mở đường cho việc ứng dụng quy mô lớn FHE.
Triển vọng tương lai của FHE
Nếu AI có thể ứng dụng công nghệ mã hóa đồng cấu (FHE) trên quy mô lớn, điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của AI một cách đáng kể, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo mật dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư. Từ an ninh quốc gia đến bảo vệ quyền riêng tư cá nhân, công nghệ FHE có triển vọng ứng dụng rộng rãi.
Trong bối cảnh AI phát triển nhanh chóng ngày nay, vấn đề quyền riêng tư dữ liệu ngày càng trở nên quan trọng. Nếu công nghệ FHE có thể thực sự trưởng thành, thì nó chắc chắn sẽ trở thành hàng rào cuối cùng để nhân loại bảo vệ quyền riêng tư trong kỷ nguyên số. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, chúng ta có lý do để hy vọng rằng FHE có thể phát huy vai trò quan trọng hơn trong tương lai, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ cho an ninh dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư.