encriptação totalmente homomórfica FHE: A ferramenta de proteção da privacidade na era da IA

Recentemente, o mercado está em baixa, o que nos deu mais tempo para nos concentrarmos em algumas tecnologias emergentes. Embora o mercado de encriptação de 2024 não seja tão grandioso quanto em anos anteriores, ainda há algumas novas tecnologias que estão amadurecendo gradualmente, incluindo o tema que vamos discutir hoje: encriptação totalmente homomórfica (Fully Homomorphic Encryption, abreviada como FHE).

Para entender o complexo conceito de FHE, precisamos primeiro compreender o que é "encriptação", "homomórfico" e por que precisamos de "totalmente".

1. Conceito básico de encriptação

A encriptação é um método de proteção da segurança da informação. Para dar um exemplo simples, se a Alice quiser transmitir a informação "1314 520" ao Bob através de um terceiro C, sem que C saiba o conteúdo, ela pode usar um método simples de encriptação: multiplicar cada número por 2. Assim, a informação transmitida torna-se "2628 1040". Quando o Bob a recebe, basta dividir cada número por 2 para poder descriptografar a informação original. Este método é uma forma básica de encriptação simétrica.

2. Conceito de Criptografia homomórfica

A criptografia homomórfica avança ainda mais, permitindo a realização de cálculos sobre dados encriptados, sem a necessidade de os descifrar primeiro. Suponha que a Alice tenha apenas 7 anos e saiba apenas fazer as operações mais simples de multiplicar por 2 e dividir por 2. Agora ela precisa calcular o total da conta de eletricidade de 12 meses em casa, sendo 400 yuan por mês, mas ela não consegue fazer um cálculo tão complexo.

Ela pode fazer assim: multiplicar 400 e 12 por 2, obtendo 800 e 24, e então fazer C calcular 800 vezes 24. Depois que C calcula o resultado 19200 e informa Alice, Alice divide esse resultado por 2 e depois por 2 novamente, obtendo a resposta correta de 4800 euros. Nesse processo, C não sabe realmente o que Alice está calculando, esse é um exemplo simples de encriptação homomórfica.

3. A necessidade da encriptação totalmente homomórfica

No entanto, a encriptação homomórfica simples pode ser quebrada. Por exemplo, C pode inferir por força bruta que Alice pretendia calcular 400 e 12. Isso requer uma forma de encriptação mais complexa, ou seja, encriptação totalmente homomórfica.

A encriptação totalmente homomórfica permite realizar um número arbitrário de operações de adição e multiplicação em dados encriptados, garantindo que os resultados corretos sejam obtidos após a decriptação. Esta tecnologia é capaz de lidar com problemas matemáticos mais complexos, ao mesmo tempo que praticamente elimina a possibilidade de terceiros espionarem dados privados.

Até 2009, os acadêmicos como Gentry propuseram novas ideias que realmente abriram as portas para a encriptação totalmente homomórfica.

A aplicação da encriptação totalmente homomórfica no campo da IA

A tecnologia FHE tem um enorme potencial na área da IA. A IA precisa de grandes quantidades de dados para treinamento, mas muitos dados têm alta privacidade. A FHE pode resolver essa contradição:

1. Usar encriptação totalmente homomórfica para encriptar dados sensíveis
2. Usar dados encriptados para treinar IA
3. Resultados de encriptação da IA
4. O proprietário dos dados decifra o resultado de forma segura localmente.

Dessa forma, é possível proteger a privacidade dos dados e aproveitar ao máximo a poderosa capacidade de computação da IA.

Aplicações reais da encriptação totalmente homomórfica

A tecnologia FHE pode ser aplicada em muitas áreas, como reconhecimento facial:

• Necessidade: determinar se é uma pessoa real
• Desafio: não revelar informações sensíveis do rosto A FHE pode resolver eficazmente este problema.

No entanto, a computação FHE exige um imenso poder computacional. Para isso, alguns projetos estão a construir redes de poder computacional especializadas e infraestruturas de apoio.

A importância da encriptação totalmente homomórfica para o desenvolvimento da IA

Se a IA puder aplicar a tecnologia de Criptografia homomórfica em larga escala, isso aliviará enormemente os problemas de segurança de dados e privacidade que enfrentamos atualmente. Desde a segurança nacional até a proteção da privacidade pessoal, a Criptografia homomórfica tem um amplo potencial de aplicação.

Neste era de rápido desenvolvimento da IA, a maturidade da tecnologia FHE pode se tornar a última linha de defesa na proteção da privacidade humana. Quer seja na proteção de informações militares em conflitos internacionais, quer na proteção da privacidade pessoal na vida quotidiana, a FHE desempenhará um papel importante.

Com o passar do tempo, a influência da IA só aumentará. Neste contexto, a importância da tecnologia FHE é inegável. Ela não é apenas uma inovação tecnológica, mas uma ferramenta chave para a proteção dos direitos individuais na era digital.