FHE, ZK и MPC: Сравнение трех передовых шифрования технологий

В современную цифровую эпоху безопасность данных и защита конфиденциальности становятся все более важными. Три передовых технологии шифрования: FHE, ZK и MPC предлагают различные решения для решения этих проблем. Давайте углубимся в их особенности и области применения.

Нулевое знание ( ZK ): доказательство без раскрытия

Технология нулевых знаний предназначена для решения проблемы проверки достоверности информации без раскрытия конкретного содержания. Она позволяет одной стороне ( доказателю ) доказать другой стороне ( проверяющему ), что утверждение является истинным, не раскрывая никакой информации, кроме истинности этого утверждения.

Например, предположим, что Алиса должна доказать сотруднику компании по аренде автомобилей Бобу, что ее кредитное состояние хорошее, но не хочет предоставлять подробные банковские выписки. В этом случае такие показатели, как "кредитный рейтинг", могут служить в качестве доказательства с нулевым разглашением. Алиса может показать Бобу свой кредитный рейтинг, подтверждая свою хорошую кредитоспособность, не раскрывая конкретные финансовые детали.

В области блокчейна типичным применением технологии ZK являются анонимные шифрованные валюты. Например, в случае Zcash, когда пользователи осуществляют переводы, им необходимо одновременно доказать, что у них достаточно монет для проведения транзакции, оставаясь при этом анонимными. С помощью генерации ZK-доказательства, майнеры могут проверить действительность транзакции, не зная идентичности обеих сторон, и записать ее в блокчейн.

Многосторонние безопасные вычисления(MPC): безопасные совместные вычисления

Технология многопартнерских безопасных вычислений сосредоточена на решении проблемы, как выполнять вычисления между несколькими участниками, не раскрывая их чувствительные данные. Она позволяет нескольким сторонам совместно выполнять вычислительную задачу, не требуя от какой-либо из сторон раскрытия своих входных данных.

Например, Алиса, Боб и Кэрол хотят вычислить среднюю зарплату, но не хотят раскрывать конкретные цифры друг другу. Используя технологии MPC, они могут разделить свою зарплату на три части, обменявшись двумя частями с другими двумя. Каждый складывает полученные цифры, а затем делится этой суммой. В конце концов, трое снова складывают эти три суммы, чтобы получить среднее значение, но не могут определить точную зарплату других, кроме своей.

В криптовалютной сфере технология MPC используется для разработки более безопасных решений для кошельков. Некоторые торговые платформы запустили кошельки MPC, которые разделяют приватные ключи на несколько частей, которые хранятся на устройствах пользователей, в облаке и на бирже. Этот подход повышает безопасность активов, и даже если пользователь потеряет устройство, он сможет восстановить приватный ключ с помощью других частей.

Полное шифрование ( FHE ): шифрование внешних вычислений

Технология полного гомоморфного шифрования решает проблему шифрования чувствительных данных, позволяя третьим лицам выполнять вычисления с ними, не зная оригинальных данных, при этом результаты все равно могут быть правильно расшифрованы владельцем данных.

Представьте себе такую ситуацию: Алисе нужно использовать мощные вычислительные способности Боба для обработки данных, но она не хочет, чтобы Боб знал конкретное содержание данных. С помощью шифрования Алиса может зашифровать исходные данные (, добавив шум ), а затем передать их Бобу для вычислений. Боб завершает вычисления, не зная фактического содержания, и в конце Алиса расшифровывает результат, чтобы получить истинную информацию.

В области блокчейна технология FHE может быть использована для решения некоторых проблем в механизме консенсуса PoS. Например, в некоторых небольших сетях PoS узлы могут склоняться к тому, чтобы напрямую принимать результаты валидации от крупных узлов, а не выполнять вычисления самостоятельно, что может привести к централизации сети. Применяя технологию FHE, узлы PoS могут завершать работу по валидации блоков, не зная ответов других узлов, тем самым предотвращая возможность плагиата между узлами.

Таким образом, в системе децентрализованного голосования FHE может предотвратить явление "следования за голосом", гарантируя, что выбор каждого голосующего остается неизвестным для других, при этом все еще позволяя точно подсчитать окончательный результат.

Итог

Хотя ZK, MPC и FHE все направлены на защиту конфиденциальности и безопасности данных, у каждой из них есть свои акценты:

• ZK сосредоточен на том, как доказать подлинность информации, не раскрывая деталей.
• MPC уделяет внимание тому, как нескольким сторонам безопасно совместно вычислять, не раскрывая свои входные данные.
• FHE сосредоточен на том, как проводить сложные вычисления при сохранении данных в зашифрованном состоянии.

Эти технологии также имеют различия в сложности реализации и областях применения. ZK требует разработки эффективных протоколов доказательства, MPC сталкивается с проблемами координации участников и эффективности связи, а FHE все еще нуждается в повышении вычислительной эффективности.

С развитием цифрового мира эти технологии шифрования будут играть все более важную роль в защите нашей безопасности данных и личной жизни.