FHE, ZK e MPC: Análise comparativa das três principais encriptações

Na atual era digital, a segurança dos dados e a proteção da privacidade são cruciais. A encriptação totalmente homomórfica (FHE), a prova de conhecimento zero (ZK) e a computação segura multipartidária (MPC) são três tecnologias de encriptação avançadas, cada uma desempenhando um papel importante em diferentes cenários. Este artigo irá comparar detalhadamente as características e aplicações dessas três tecnologias.

1. Prova de Conhecimento Zero (ZK): provar sem revelar

A tecnologia de prova de conhecimento zero permite que uma parte prove a outra a veracidade de uma informação, sem revelar qualquer conteúdo específico sobre essa informação. Esta tecnologia é baseada na encriptação e é adequada para cenários que necessitam de verificação de permissões ou identidade.

Por exemplo, ao alugar um carro, os clientes podem provar sua situação de crédito à empresa de aluguer através da pontuação de crédito, sem necessidade de fornecer extratos bancários detalhados. No campo da blockchain, a moeda anônima Zcash utiliza tecnologia ZK, permitindo que os usuários realizem transações mantendo o anonimato e comprovando que têm o direito de transferir essas moedas.

2. Cálculo Seguro Multi-Partes (MPC): Cálculo Conjunto sem Revelação

A tecnologia de computação segura multi-partes permite que vários participantes completem tarefas de computação em conjunto sem revelar suas informações sensíveis. Esta tecnologia é muito útil em situações que exigem colaboração de dados, mas que também precisam proteger a privacidade dos dados de cada parte.

Um exemplo típico é que três pessoas querem calcular o seu salário médio, mas não querem revelar uns aos outros os valores salariais específicos. Através da tecnologia MPC, eles podem realizar esse cálculo de forma segura, sem divulgar informações pessoais.

No campo das encriptações, a tecnologia MPC é aplicada ao design de algumas carteiras. Esta carteira divide a chave privada em várias partes, armazenando-as separadamente nos dispositivos dos usuários, na nuvem e em outras partes confiáveis, aumentando a segurança dos fundos e a conveniência da recuperação.

3. Encriptação Homomórfica Total (FHE): Cálculo em estado de encriptação

A tecnologia de encriptação totalmente homomórfica permite realizar cálculos complexos enquanto os dados permanecem em estado de encriptação. Esta tecnologia é particularmente adequada para ambientes de computação em nuvem que necessitam de processar dados sensíveis.

Uma aplicação potencial de FHE é no mecanismo de prova de participação (PoS) da blockchain. Para alguns pequenos projetos de PoS, os nós de validação podem tender a seguir simplesmente os resultados dos grandes nós, em vez de validar as transações de forma independente. Com a tecnologia FHE, os nós podem completar a validação de blocos sem conhecer as respostas de outros nós, evitando assim comportamentos de cópia entre nós e aumentando o grau de descentralização da rede.

Além disso, o FHE também pode ser aplicado em sistemas de votação, impedindo que os eleitores se influenciem mutuamente, garantindo que os resultados da votação reflitam de forma mais verdadeira a opinião pública. Na área da IA, o FHE pode proteger os dados sensíveis usados para treinamento, permitindo que a IA aprenda e processe sem ter acesso direto aos dados originais.

Resumo

Embora ZK, MPC e FHE se dediquem à proteção da privacidade e segurança dos dados, existem diferenças em cenários de aplicação e complexidade técnica:

• ZK é principalmente utilizado para provar a correção da informação, sem revelar informações adicionais.
• MPC permite que várias partes realizem cálculos conjuntos de forma segura, protegendo os seus dados de entrada.
• FHE torna possível realizar cálculos complexos enquanto os dados permanecem em estado de encriptação.

A implementação e aplicação dessas tecnologias enfrentam desafios de diferentes graus, incluindo complexidade de design, eficiência computacional e custos de aplicação prática. No entanto, à medida que a tecnologia continua a evoluir, sua importância na proteção da segurança dos dados e da privacidade pessoal se tornará cada vez mais evidente.