Chiffrement homomorphe complet FHE : un outil de protection de la vie privée à l'ère de l'IA

Récemment, le marché est en baisse, ce qui nous a donné plus de temps pour nous concentrer sur certaines technologies émergentes. Bien que le marché du chiffrement en 2024 ne soit pas aussi spectaculaire que les années précédentes, certaines nouvelles technologies commencent à mûrir, y compris le sujet que nous allons aborder aujourd'hui : le chiffrement homomorphe complet (Fully Homomorphic Encryption, abrégé en FHE).

Pour comprendre ce concept complexe de FHE, nous devons d'abord comprendre ce que sont le "chiffrement", "homomorphe" et pourquoi il faut un "complet".

1. Concepts de base du chiffrement

Le chiffrement est une méthode de protection de la sécurité de l'information. Prenons un exemple simple : si Alice veut transmettre l'information "1314 520" à Bob via le tiers C, tout en ne souhaitant pas que C connaisse le contenu, elle peut utiliser une méthode simple de chiffrement : multiplier chaque chiffre par 2. Ainsi, l'information transmise devient "2628 1040". Lorsque Bob la reçoit, il lui suffit de diviser chaque chiffre par 2 pour déchiffrer l'information originale. Cette méthode est un exemple de chiffrement symétrique de base.

2. Le concept de chiffrement homomorphique

Le chiffrement homomorphique va plus loin, il permet de calculer sur des données chiffrées sans avoir à les déchiffrer au préalable. Supposons qu'Alice n'a que 7 ans et ne sait faire que les opérations les plus simples de multiplication par 2 et de division par 2. Maintenant, elle doit calculer la somme des factures d'électricité de 12 mois à 400 yuans par mois, mais elle ne sait pas faire un calcul aussi complexe.

Elle peut procéder ainsi : multiplier 400 et 12 par 2, obtenant 800 et 24, puis demander à C de calculer 800 multiplié par 24. Après que C ait trouvé le résultat 19200, il l'informe Alice, qui divise ensuite ce résultat par 2 puis par 2 à nouveau, obtenant la bonne réponse de 4800 yuans. Dans ce processus, C ne sait pas ce qu'Alice calcule réellement, c'est un exemple simple de chiffrement homomorphique.

3. La nécessité du chiffrement homomorphe complet

Cependant, un chiffrement homomorphique simple peut être compromis. Par exemple, C pourrait déduire par méthode d'essai que ce qu'Alice voulait initialement calculer était 400 et 12. Cela nécessite une méthode de chiffrement plus complexe, c'est-à-dire un chiffrement homomorphe complet.

Le chiffrement homomorphe complet permet d'effectuer un nombre illimité d'opérations d'addition et de multiplication sur des données chiffrées, tout en garantissant que le résultat déchiffré est correct. Cette technologie peut traiter des problèmes mathématiques plus complexes, tout en éliminant pratiquement la possibilité pour des tiers de fouiller dans les données privées.

Ce n'est qu'en 2009, lorsque Gentry et d'autres chercheurs ont proposé de nouvelles idées, que la porte du chiffrement homomorphe complet a été réellement ouverte.

L'application du chiffrement homomorphe complet dans le domaine de l'IA

La technologie FHE a un potentiel énorme dans le domaine de l'IA. L'IA nécessite une grande quantité de données pour l'entraînement, mais de nombreuses données ont une grande confidentialité. Le chiffrement homomorphe complet peut résoudre ce paradoxe :

1. Utiliser le chiffrement homomorphe complet pour chiffrer les données sensibles
2. Utiliser des données chiffrées pour entraîner l'IA
3. Résultat de chiffrement de l'IA
4. Le propriétaire des données déchiffre les résultats de manière sécurisée localement.

Cela permet à la fois de protéger la vie privée des données et de tirer pleinement parti de la puissance de calcul de l'IA.

Applications réelles du chiffrement homomorphe complet

La technologie FHE peut être appliquée dans de nombreux domaines, comme la reconnaissance faciale :

• Exigence : déterminer si c'est une vraie personne
• Défi : ne pas divulguer d'informations sensibles sur le visage Le chiffrement homomorphe complet peut résoudre efficacement ce problème.

Cependant, le calcul FHE nécessite une puissance de calcul énorme. À cet effet, certains projets sont en train de construire des réseaux de puissance de calcul spécialisés et des infrastructures connexes.

L'importance du chiffrement homomorphe complet pour le développement de l'IA

Si l'IA peut appliquer à grande échelle la technologie de chiffrement homomorphe complet, cela soulagera considérablement les problèmes de sécurité des données et de confidentialité auxquels nous sommes actuellement confrontés. Du sécurité nationale à la protection de la vie privée individuelle, le chiffrement homomorphe complet a un large éventail de perspectives d'application.

Dans cette ère de développement rapide de l'IA, la maturité de la technologie FHE pourrait devenir la dernière ligne de défense pour protéger la vie privée humaine. Que ce soit pour protéger des renseignements militaires dans les conflits internationaux ou pour préserver la vie privée des individus dans la vie quotidienne, le FHE jouera un rôle important.

Avec le temps, l'influence de l'IA ne fera que croître. Dans ce contexte, l'importance de la technologie FHE est évidente. Ce n'est pas seulement une innovation technologique, mais aussi un outil clé pour protéger les droits individuels à l'ère numérique.