FHE, ZK y MPC: Análisis comparativo de tres tecnologías de encriptación principales

En la actual era digital, la seguridad de los datos y la protección de la privacidad personal enfrentan desafíos sin precedentes. La encriptación desempeña un papel crucial en la protección de la información sensible en nuestra vida cotidiana. Este artículo realizará un análisis y comparación exhaustivos de tres tecnologías de encriptación principales: encriptación completamente homomórfica (FHE), pruebas de cero conocimiento (ZK) y computación segura multipartita (MPC).

Prueba de conocimiento cero ( ZK ): probar sin revelar

La tecnología de prueba de conocimiento cero tiene como objetivo resolver el problema de cómo verificar la veracidad de la información sin revelar el contenido específico. Se basa en la encriptación y permite que una parte ( el probador ) demuestre a otra parte ( el verificador ) la veracidad de una afirmación, sin necesidad de revelar ninguna información adicional más allá de la veracidad de dicha afirmación.

Por ejemplo, Alice puede demostrar a Bob que tiene una buena puntuación de crédito sin necesidad de mostrar el historial de cuentas específico. En aplicaciones de blockchain, la tecnología ZK se puede utilizar para realizar transacciones anónimas. Tomando como ejemplo una moneda anónima, los usuarios pueden demostrar que tienen derecho a realizar transacciones mientras mantienen su identidad anónima, evitando así el problema del doble gasto.

Cálculo seguro multipartito (MPC): Cálculo colaborativo seguro

La tecnología de cálculo seguro multiparte se utiliza principalmente para resolver cómo múltiples partes pueden completar una tarea de cálculo en conjunto sin revelar su información sensible. MPC permite que múltiples participantes colaboren en la realización de cálculos, pero cada participante no puede conocer los datos de entrada de los demás.

Un escenario de aplicación típico es calcular el salario promedio de varias personas sin revelar las cantidades específicas de salario de cada uno. En el ámbito de las encriptación, la tecnología MPC se utiliza para desarrollar soluciones de billetera más seguras. Por ejemplo, algunas plataformas de intercambio han lanzado billeteras MPC, que dividen la clave privada en varias partes, que son custodiadas conjuntamente por el usuario, la nube y el intercambio, mejorando la seguridad y la capacidad de recuperación de los activos.

Cifrado Homomórfico Total ( FHE ): cálculo de encriptación por encargo

La tecnología de encriptación homomórfica total aborda cómo encriptar datos sensibles para que puedan ser procesados por terceros no confiables, al mismo tiempo que garantiza que los resultados puedan ser descifrados correctamente. FHE permite realizar cualquier operación de cálculo sobre datos encriptados sin necesidad de descifrar los datos originales.

Al manejar información sensible en un entorno de computación en la nube, la FHE es especialmente importante. Asegura que los datos permanezcan en estado de encriptación durante todo el proceso de procesamiento, protegiendo así la seguridad de los datos y cumpliendo con los requisitos de las regulaciones de privacidad. En el ámbito de la blockchain, la FHE puede ser utilizada para mejorar el mecanismo de consenso PoS y los sistemas de votación, previniendo el plagio y el comportamiento de seguimiento de los nodos, lo que aumenta el grado de descentralización del sistema.

Comparación de tres tecnologías

Aunque estas tres tecnologías están dedicadas a proteger la privacidad y la seguridad de los datos, existen diferencias significativas en los escenarios de aplicación y en la complejidad técnica:

• ZK enfatiza "cómo probar", aplicable a escenarios que requieren verificar permisos o identidad.
• MPC se centra en "cómo calcular", adecuado para situaciones en las que múltiples partes necesitan colaborar pero deben proteger la privacidad de sus datos.
• FHE se centra en "cómo encriptar", lo que permite realizar cálculos complejos mientras se mantiene el estado de encriptación de los datos.

En términos de complejidad técnica, ZK requiere habilidades profundas en matemáticas y programación; MPC enfrenta desafíos de sincronización y eficiencia de comunicación; mientras que FHE tiene obstáculos significativos en términos de eficiencia computacional.

Con el continuo desarrollo de la tecnología, estas encriptaciones jugarán un papel cada vez más importante en la protección de nuestra vida digital, proporcionando un fuerte apoyo a la seguridad de los datos y la protección de la privacidad.