El desarrollo y las perspectivas de aplicación de la tecnología FHE

La tecnología criptográfica ha desempeñado un papel importante en el proceso de la civilización humana, siendo indispensable especialmente en el ámbito de la seguridad de la información y la protección de la privacidad. En los últimos años, técnicas criptográficas de vanguardia como la encriptación totalmente homomórfica (FHE) han recibido mucha atención. FHE permite realizar cálculos arbitrarios sobre datos encriptados sin necesidad de desencriptarlos, lo que trae nuevas posibilidades a múltiples campos.

Resumen de FHE

FHE es un tipo de tecnología de cifrado homomórfico que permite realizar operaciones de cálculo sobre datos cifrados, y estas operaciones se pueden mapear directamente a los datos en texto claro. FHE admite un número infinito de cálculos y operaciones sobre datos cifrados.

Actualmente, Microsoft y la empresa Zama están haciendo contribuciones destacadas en el campo de FHE. La biblioteca SEAL de Microsoft y la biblioteca TFHE de Zama ofrecen implementaciones eficientes de FHE. El proceso básico de operaciones de FHE incluye: generación de claves, cifrado de datos, realización de cálculos homomórficos y descifrado de resultados.

Infraestructura de fhEVM

El fhEVM desarrollado por la empresa Zama es una EVM totalmente homomórfica que admite cálculos de privacidad implementados en Solidity. Proporciona soporte para operaciones FHE a través de contratos precompilados, ha diseñado una memoria y un área de almacenamiento específicos para FHE, y ofrece una biblioteca de contratos Solidity que reduce la barrera de entrada para los desarrolladores.

Solución FHE-Rollups

El proyecto Fhenix combina fhEVM con la tecnología Rollup y propone la solución Layer2 de tipo FHE-Rollups. Utiliza la tecnología de Optimistic Rollups, y sus componentes principales incluyen:

• Mecanismo de prueba de fraude basado en Arbitrum Nitro
• Biblioteca central fheOS que proporciona funciones FHE
• Red de servicios de umbral encargada de la gestión de claves y la descifrado

Coprocesadores FHE

Fhenix introduce el módulo Relay, permitiendo que diversas cadenas públicas y redes Layer2 accedan a la funcionalidad FHE. Su proceso de uso incluye:

1. Llamada al coprocessador FHE del contrato de aplicación
2. Solicitud en cola del contrato Relay
3. Los nodos Relay reenvían solicitudes
4. Ejecución de cálculos de FHE Rollup
5. Salida de descifrado de la red de umbral
6. Resultados devueltos al contrato

Escenarios de aplicación de FHE

FHE muestra un gran potencial en los siguientes campos:

• Juego de cadena completa con protección de privacidad
• Protección MEV en DeFi
• Entrenamiento de modelos de IA para la protección de la privacidad

Desarrollo del ecosistema FHE

Además de Zama y Fhenix, hay algunos proyectos en el ecosistema FHE que merecen atención:

• Sunscreen: Compilador FHE desarrollado internamente
• Mind Network: Red FHE combinada con EigenLayer
• PADO Labs: zkFHE que combina ZKP y FHE
• Inco Network: Capa 1 que optimiza la eficiencia del cálculo FHE
• Tratamiento: FHE Layer3 del ecosistema Shiba
• BasedAI: Introducción de la funcionalidad FHE para LLM en la red

La tecnología FHE está en pleno desarrollo y se espera que desempeñe un papel importante en varios campos en el futuro. Con la aparición de más proyectos y la inyección de fondos, se espera que el ecosistema FHE experimente un rápido crecimiento.