FHE: Bintang Masa Depan Perhitungan Privasi

FHE( enkripsi homomorfik penuh ) adalah teknologi enkripsi canggih yang memungkinkan perhitungan langsung pada data terenkripsi, sehingga memungkinkan pengolahan data di bawah perlindungan privasi. Teknologi ini memiliki prospek aplikasi yang luas di berbagai bidang seperti keuangan, kesehatan, dan komputasi awan, tetapi saat ini masih menghadapi tantangan seperti biaya komputasi yang tinggi dan skala yang buruk, sehingga masih ada jarak untuk penggunaan komersial yang berskala besar.

Prinsip Dasar FHE

Inti dari FHE adalah menyembunyikan informasi asli melalui polinomial dan mengubah perhitungan menjadi bentuk sirkuit. Langkah-langkah spesifik meliputi:

1. Pilih polinomial kunci dan polinomial acak
2. Menghasilkan polinomial "kesalahan" kecil
3. Mengenkripsi teks plaintext
4. Mengubah proses perhitungan menjadi rangkaian

Dalam proses ini, untuk memastikan keamanan, kebisingan diperkenalkan, tetapi kebisingan akan terakumulasi seiring bertambahnya jumlah perhitungan, yang pada akhirnya dapat menyebabkan ketidakmampuan untuk memulihkan teks asli. Untuk mengatasi masalah ini, beberapa teknologi telah diusulkan:

• Pergantian kunci: Mengompresi ciphertext tetapi memperkenalkan sedikit noise
• Switch modulus: mengurangi anggaran kebisingan
• Bootstrap: Mengatur ulang kebisingan ke tingkat awal

Saat ini, solusi FHE yang mainstream semuanya menggunakan teknologi Bootstrap, tetapi beban komputasi masih sangat besar.

Tantangan yang Dihadapi FHE

Masalah terbesar FHE adalah efisiensi perhitungan yang sangat rendah. Dibandingkan dengan perhitungan biasa, beban perhitungan FHE dapat mencapai ratusan juta kali lipat. Untuk itu, DARPA meluncurkan program DPRIVE, dengan tujuan meningkatkan kecepatan perhitungan FHE hingga 1/10 dari perhitungan biasa. Utamanya berfokus pada beberapa aspek berikut:

1. Memperbesar panjang kata prosesor
2. Mengembangkan prosesor ASIC khusus
3. Menggunakan arsitektur paralel MIMD

Namun, kemajuan rencana tersebut lambat, masih ada jarak yang cukup besar untuk mencapai tujuan.

Aplikasi FHE dalam Blockchain

FHE di bidang blockchain terutama digunakan untuk melindungi privasi data, dengan skenario aplikasi meliputi:

• Perlindungan privasi di blockchain
• Privasi data pelatihan AI
• Privasi voting di blockchain
• Pemeriksaan transaksi di blockchain

FHE juga dianggap sebagai salah satu solusi potensial untuk masalah MEV. Namun, karena masalah efisiensi, aplikasi saat ini di blockchain masih terbatas.

Pengenalan Proyek Utama

Proyek utama di bidang FHE saat ini mencakup:

• Zama: menyediakan rangkaian alat pengembangan berbasis TFHE
• Fhenix: Membangun Layer 2 yang Mengutamakan Privasi
• Privasea: Fokus pada pengolahan data LLM
• Inco Network: Membangun Layer 1 berdasarkan fhEVM
• Arcium: menggabungkan teknologi FHE, MPC, dan ZK
• Jaringan Pikiran: Menggabungkan Restaking untuk memberikan keamanan

Zama sebagai penyedia infrastruktur, memberikan dukungan teknis untuk beberapa proyek.

Prospek Masa Depan

Meskipun teknologi FHE masih berada pada tahap awal dan menghadapi banyak tantangan, potensinya dalam perlindungan privasi sangat besar. Dengan lebih banyak investasi dan talenta, serta pengembangan chip khusus, FHE diharapkan dapat membawa perubahan mendalam di bidang pertahanan, keuangan, dan kesehatan. Dengan kedatangan era komputasi kuantum, pentingnya teknologi FHE akan semakin menonjol.