FHE, ZK và MPC: So sánh ba công nghệ mã hóa tiên tiến

Trong thời đại số ngày nay, an ninh dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư trở nên ngày càng quan trọng. FHE, ZK và MPC là ba công nghệ mã hóa tiên tiến cung cấp các giải pháp khác nhau để giải quyết những vấn đề này. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về đặc điểm và bối cảnh ứng dụng của chúng.

Chứng minh không kiến thức (ZK): Chứng minh mà không cần tiết lộ

Công nghệ chứng minh không biết nhằm giải quyết vấn đề xác thực tính xác thực của thông tin mà không tiết lộ nội dung cụ thể. Nó cho phép một bên ( người chứng minh ) chứng minh cho một bên khác ( người xác thực ) rằng một tuyên bố là đúng mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin nào khác ngoài tính xác thực của tuyên bố đó.

Lấy một ví dụ, giả sử Alice cần chứng minh tình trạng tín dụng tốt của mình cho nhân viên công ty cho thuê xe Bob, nhưng không muốn cung cấp chi tiết về sao kê ngân hàng. Lúc này, các chỉ số như "điểm tín dụng" có thể được sử dụng như một dạng chứng minh không có kiến thức. Alice có thể cho Bob xem điểm tín dụng của mình, chứng minh rằng cô ấy có tín dụng tốt mà không cần tiết lộ các chi tiết tài chính cụ thể.

Trong lĩnh vực blockchain, một ứng dụng điển hình của công nghệ ZK là tiền mã hóa ẩn danh. Lấy Zcash làm ví dụ, khi người dùng thực hiện chuyển khoản, họ cần chứng minh rằng họ có đủ coin để giao dịch trong khi vẫn giữ được tính ẩn danh. Bằng cách tạo ra chứng minh ZK, thợ mỏ có thể xác minh tính hợp lệ của giao dịch mà không biết danh tính của hai bên giao dịch và ghi nó vào blockchain.

Tính toán an toàn nhiều bên(MPC): Tính toán hợp tác an toàn

Công nghệ tính toán an toàn nhiều bên tập trung vào việc giải quyết cách thức thực hiện tính toán giữa nhiều bên tham gia mà không tiết lộ thông tin nhạy cảm của họ. Nó cho phép nhiều bên cùng hoàn thành một nhiệm vụ tính toán mà không cần bất kỳ bên nào tiết lộ dữ liệu đầu vào của mình.

Ví dụ, Alice, Bob và Carol muốn tính lương trung bình của ba người họ, nhưng không muốn tiết lộ con số cụ thể cho nhau. Sử dụng công nghệ MPC, họ có thể chia lương của mình thành ba phần, trao đổi hai phần trong số đó cho hai người còn lại. Mỗi người sẽ cộng dồn các con số nhận được, sau đó chia sẻ kết quả cộng dồn này. Cuối cùng, ba người sẽ tính tổng của ba kết quả cộng dồn này để có giá trị trung bình, nhưng không thể xác định được lương chính xác của những người khác ngoài bản thân.

Trong ngành công nghiệp mã hóa, công nghệ MPC được sử dụng để phát triển các giải pháp ví an toàn hơn. Một số nền tảng giao dịch đã ra mắt ví MPC chia nhỏ khóa riêng thành nhiều phần, được lưu trữ riêng biệt trên thiết bị của người dùng, trên đám mây và tại sàn giao dịch. Cách làm này nâng cao tính bảo mật tài sản, ngay cả khi người dùng mất thiết bị, họ vẫn có thể khôi phục khóa riêng thông qua các phần khác.

Toàn đồng mã hóa ( FHE ): mã hóa tính toán bên ngoài

Công nghệ mã hóa toàn phần giải quyết vấn đề làm thế nào để mã hóa dữ liệu nhạy cảm, để bên thứ ba có thể thực hiện xử lý tính toán mà không biết dữ liệu gốc, trong khi kết quả vẫn có thể được chủ sở hữu dữ liệu giải mã chính xác.

Hãy tưởng tượng một cảnh như thế này: Alice cần sử dụng sức mạnh tính toán mạnh mẽ của Bob để xử lý dữ liệu, nhưng không muốn Bob biết nội dung cụ thể của dữ liệu. Thông qua FHE, Alice có thể mã hóa dữ liệu gốc ( bằng cách thêm tiếng ồn ), sau đó đưa cho Bob để thực hiện tính toán. Bob hoàn thành tính toán mà không biết nội dung thực tế, cuối cùng Alice giải mã kết quả để nhận được thông tin thực.

Trong lĩnh vực blockchain, công nghệ FHE có thể được sử dụng để giải quyết một số vấn đề trong cơ chế đồng thuận PoS. Ví dụ, trong một số mạng PoS nhỏ, các nút có thể có xu hướng trực tiếp chấp nhận kết quả xác thực của các nút lớn thay vì tự mình tính toán, điều này có thể dẫn đến sự tập trung hóa mạng. Bằng cách áp dụng công nghệ FHE, các nút PoS có thể hoàn thành công việc xác thực khối mà không biết câu trả lời của các nút khác, từ đó ngăn chặn hành vi sao chép giữa các nút.

Tương tự, trong hệ thống bỏ phiếu phi tập trung, FHE có thể ngăn chặn hiện tượng "theo dõi phiếu bầu", đảm bảo rằng lựa chọn của mỗi cử tri không bị người khác biết, trong khi vẫn có thể tính toán chính xác kết quả cuối cùng.

Tóm tắt

Mặc dù ZK, MPC và FHE đều cam kết bảo vệ quyền riêng tư và an ninh dữ liệu, nhưng chúng đều có trọng tâm riêng:

• ZK tập trung vào cách chứng minh tính xác thực của thông tin mà không tiết lộ chi tiết.
• MPC chú trọng vào cách để nhiều bên có thể tính toán chung một cách an toàn mà không tiết lộ đầu vào của mình.
• FHE thì tập trung vào cách thực hiện các phép toán phức tạp trong khi dữ liệu vẫn giữ trạng thái mã hóa.

Những công nghệ này cũng có sự khác biệt trong độ phức tạp và bối cảnh ứng dụng. ZK cần thiết kế các giao thức chứng minh hiệu quả, MPC đối mặt với thách thức về sự phối hợp và hiệu quả giao tiếp của các bên tham gia, trong khi FHE vẫn cần cải thiện về hiệu quả tính toán.

Với sự phát triển không ngừng của thế giới số, những công nghệ mã hóa này sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc bảo vệ an toàn dữ liệu và quyền riêng tư cá nhân của chúng ta.