FHE, ZK та MPC: порівняння трьох основних технологій шифрування

Нещодавно широкої уваги отримали три технології шифрування: повна гомоморфна шифрування (FHE), нульові знання (ZK) та багатосторонні обчислення (MPC). У цій статті буде детально порівняно ці три технології, щоб допомогти читачам краще зрозуміти їхні особливості та сценарії застосування.

Нульові знання ( ZK )

Технологія нульового знання спрямована на вирішення проблеми перевірки достовірності інформації без розкриття конкретних деталей. Вона базується на шифруванні і дозволяє одній стороні довести іншій, що вона знає певну таємницю, не розкриваючи жодної інформації про цю таємницю.

Наприклад, припустимо, що Аліса хоче довести співробітнику компанії з оренди автомобілів Бобу, що її кредитний стан хороший, але не бажає надавати детальні виписки з банку. У такому випадку "кредитний бал", що надається банком або платіжним програмним забезпеченням, може вважатися видом нульових знань. Аліса може довести, що має хороший кредитний рейтинг, не розкриваючи особисті фінансові деталі.

У сфері блокчейн ZK-технологія має типовий застосунок у анонімних шифрованих валютах. Наприклад, коли користувачі здійснюють переказ, їм потрібно зберігати анонімність та доводити, що у них є достатньо монет для завершення транзакції. Шляхом генерації ZK-доказів, майнери можуть перевіряти дійсність транзакції без знання особи відправника та додавати її до блокчейну.

Багатостороннє шифрування ( MPC )

Технологія багатостороннього шифрування в основному використовується для вирішення проблеми, як виконати спільні обчислення без розкриття чутливої інформації. Вона дозволяє кільком учасникам співпрацювати для виконання обчислювальних завдань, при цьому захищаючи вхідні дані кожного з учасників від інших.

Типовим сценарієм застосування MPC є обчислення середньої заробітної плати кількох людей без розкриття конкретних зарплат. Учасники можуть розділити свою зарплату на кілька частин, обмінятися частиною даних з іншими, а потім скласти отримані числа і поділитися результатом. В кінцевому підсумку, підсумовуючи ці результати, можна отримати середнє значення, але неможливо дізнатися конкретні зарплати інших.

У сфері шифрування валют технологія MPC широко використовується для безпеки гаманців. Наприклад, деякі торгові платформи запустили гаманці MPC, які ділять приватний ключ на кілька частин, які зберігаються на телефоні користувача, в хмарі та на біржі. Такий підхід підвищує безпеку та знижує ризик втрати приватного ключа користувачем.

! [FHE vs ZK vs MPC, у чому саме різниця між трьома технологіями шифрування?] ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-0b3f906bfa44f66a733257e13cbb05af.webp)

Повне шифрування ( FHE )

Технологія повної гомоморфної шифрування має на меті вирішення проблеми шифрування чутливих даних, щоб їх можна було обробляти ненадійними третіми сторонами, водночас гарантуючи, що результати можуть бути правильно розшифровані власником вихідних даних.

FHE дозволяє виконувати обчислювальні операції безпосередньо над зашифрованими даними без попереднього розшифрування. Це означає, що власники даних можуть передавати зашифровані дані третім сторонам для обробки, не турбуючись про витік даних. Після завершення обробки власники даних можуть розшифрувати результати, отримуючи такий же вихід, як і при обробці відкритих даних.

У сфері блокчейну технологія FHE може бути використана для вирішення деяких проблем у механізмі консенсусу PoS. Наприклад, у деяких невеликих мережах PoS валідаційні вузли можуть схилятися до прямого прийняття результатів валідації великих вузлів, а не самостійної перевірки транзакцій. Використання технології FHE дозволяє вузлам завершувати валідацію блоку, не знаючи відповідей інших вузлів, що запобігає плагіату між вузлами та підвищує рівень децентралізації мережі.

Крім того, FHE також може бути застосовано в системах шифрування голосування, щоб запобігти впливу голосуючих один на одного або голосуванню за натхненням, забезпечуючи більш реальні та надійні результати голосування.

Підсумок

Хоча ZK, MPC та FHE є передовими технологіями шифрування, розробленими для захисту конфіденційності та безпеки даних, між ними існують суттєві відмінності в сценаріях застосування та технологічній складності:

• ZK в основному використовується для підтвердження правильності певної інформації, не розкриваючи додаткової інформації.
• MPC зосереджується на безпечному співпраці з багатьма сторонами, захищаючи конфіденційність даних всіх учасників.
• FHE дозволяє виконувати обчислення безпосередньо на зашифрованих даних, що підходить для таких сценаріїв, як хмарні обчислення та послуги ШІ.

Ці три технології мають свої особливості в реалізації та обчислювальній ефективності. Зі зростанням потреб у безпеці даних та захисті приватності ці шифрування технології відіграватимуть дедалі важливішу роль у майбутньому, забезпечуючи потужніший захист нашого цифрового життя.