FHE, ZK e MPC: comparação de três tecnologias avançadas de encriptação

Na era digital atual, a segurança dos dados e a proteção da privacidade tornaram-se cada vez mais importantes. As três avançadas encriptações FHE, ZK e MPC oferecem diferentes soluções para resolver esses problemas. Vamos explorar as suas características e cenários de aplicação.

Prova de Zero Conhecimento(ZK): prova sem necessidade de divulgação

A tecnologia de prova de conhecimento zero visa resolver o problema de como verificar a veracidade das informações sem revelar conteúdos específicos. Ela permite que uma parte ( provador ) prove a outra parte ( verificador ) que uma afirmação é verdadeira, sem revelar qualquer informação além da veracidade dessa afirmação.

Por exemplo, suponha que Alice precise provar ao funcionário da empresa de aluguel de carros, Bob, que sua situação de crédito é boa, mas não quer fornecer detalhes sobre seu extrato bancário. Nesse caso, indicadores como "pontuação de crédito" podem servir como uma prova de conhecimento zero. Alice pode mostrar a Bob sua pontuação de crédito, provando que seu crédito é bom, sem revelar detalhes financeiros específicos.

No campo da blockchain, uma aplicação típica da tecnologia ZK é a moeda encriptada anónima. Tomando o Zcash como exemplo, quando os utilizadores realizam transferências, precisam de provar que possuem moeda suficiente para realizar a transação, mantendo ao mesmo tempo o anonimato. Ao gerar a prova ZK, os mineiros podem validar a eficácia da transação sem conhecer a identidade das duas partes envolvidas e registá-la na blockchain.

Cálculo Seguro Multilateral(MPC): Cálculo Colaborativo Seguro

A tecnologia de computação segura multipartidária foca em resolver como realizar cálculos entre múltiplos participantes sem divulgar suas informações sensíveis. Ela permite que várias partes envolvidas completem uma tarefa de cálculo em conjunto, sem que nenhuma delas precise revelar seus dados de entrada.

Por exemplo, Alice, Bob e Carol querem calcular o salário médio entre os três, mas não querem revelar os números exatos uns aos outros. Usando a tecnologia MPC, eles podem dividir seus salários em três partes, trocando duas partes entre as outras duas pessoas. Cada um soma os números recebidos e depois compartilha esse resultado da soma. Por fim, os três calculam a soma total desses três resultados de soma para obter a média, mas não conseguem determinar o salário exato das outras pessoas além do seu próprio.

Na indústria de encriptação, a tecnologia MPC é utilizada para desenvolver soluções de carteira mais seguras. Algumas plataformas de negociação lançaram carteiras MPC que dividem a chave privada em várias partes, armazenadas separadamente nos dispositivos dos usuários, na nuvem e nas bolsas. Este método aumenta a segurança dos ativos, permitindo que, mesmo que o usuário perca o dispositivo, a chave privada possa ser recuperada através das outras partes.

Criptografia Homomórfica Total ( FHE ): encriptação de cálculo externo

A tecnologia de encriptação totalmente homomórfica resolve como encriptar dados sensíveis, permitindo que terceiros realizem cálculos sobre eles sem conhecer os dados originais, enquanto o resultado ainda pode ser corretamente decifrado pelo proprietário dos dados.

Imagine um cenário assim: Alice precisa utilizar o poderoso poder de cálculo de Bob para processar dados, mas não quer que Bob saiba o conteúdo específico dos dados. Através da encriptação homomórfica (FHE), Alice pode encriptar os dados originais ( introduzindo ruído ), e então entregá-los a Bob para cálculo. Bob completa o cálculo sem saber o conteúdo real, e no final, Alice desencripta o resultado para obter a informação verdadeira.

No campo da blockchain, a tecnologia FHE pode ser utilizada para resolver alguns problemas no mecanismo de consenso PoS. Por exemplo, em algumas redes PoS pequenas, os nós podem tender a adotar diretamente os resultados de validação de grandes nós em vez de realizar seus próprios cálculos, o que pode levar à centralização da rede. Ao aplicar a tecnologia FHE, é possível permitir que os nós PoS completem o trabalho de validação de blocos sem conhecer as respostas de outros nós, prevenindo assim comportamentos de plágio entre os nós.

Da mesma forma, no sistema de votação descentralizado, o FHE pode prevenir o fenômeno de "follow the vote", garantindo que a escolha de cada eleitor não seja conhecida por outros, ao mesmo tempo em que ainda é possível calcular com precisão o resultado final.

Resumo

Embora ZK, MPC e FHE se dediquem a proteger a privacidade e a segurança dos dados, cada um tem seu foco específico:

• ZK foca em como provar a veracidade das informações sem revelar detalhes.
• MPC foca em como permitir que múltiplas partes realizem cálculos de forma segura sem expor suas respectivas entradas.
• O FHE foca em como realizar cálculos complexos enquanto os dados permanecem em estado de encriptação.

Estas tecnologias também apresentam diferenças em termos de complexidade e cenários de aplicação. ZK requer o design de protocolos de prova eficazes, MPC enfrenta desafios de coordenação e eficiência de comunicação entre os participantes, enquanto FHE ainda precisa melhorar em termos de eficiência computacional.

Com o contínuo desenvolvimento do mundo digital, estas encriptações desempenharão um papel cada vez mais importante na proteção da segurança dos nossos dados e da privacidade pessoal.