полностью гомоморфное шифрование FHE: инструмент защиты конфиденциальности в эпоху ИИ

Недавняя ситуация на рынке была угнетенной, что дало нам больше времени, чтобы сосредоточиться на некоторых новых технологиях. Несмотря на то что криптовалютный рынок 2024 года не так волнующ, как в предыдущие годы, все же есть несколько новых технологий, которые постепенно развиваются, включая тему, которую мы обсудим сегодня: полностью гомоморфное шифрование (Fully Homomorphic Encryption, сокращенно FHE).

Чтобы понять этот сложный концепт FHE, нам нужно сначала понять, что такое "шифрование", "гомоморфное", и почему нужно "полностью".

1. Основные концепции шифрования

Шифрование — это метод защиты безопасности информации. Приведем простой пример: если Алиса хочет передать Бобу информацию "1314 520" через третью сторону С и не хочет, чтобы С узнала содержимое, она может использовать простой метод шифрования: умножить каждое число на 2. Таким образом, передаваемая информация становится "2628 1040". Когда Боб получает ее, ему просто нужно разделить каждое число на 2, чтобы расшифровать исходную информацию. Этот метод является базовым симметричным шифрованием.

2. Концепция гомоморфного шифрования

Гомоморфное шифрование идет дальше, оно позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными, не требуя предварительной расшифровки. Предположим, что Алисе всего 7 лет, и она умеет только самые простые операции умножения на 2 и деления на 2. Теперь ей нужно вычислить общую сумму счетов за электричество за 12 месяцев, по 400 юаней в месяц, но она не может сделать такие сложные вычисления.

Она может сделать это следующим образом: умножить 400 и 12 на 2, получив 800 и 24, затем попросить C вычислить 800 умножить на 24. После того как C получит результат 19200, он скажет Alice, а Alice затем разделит этот результат на 2 и снова на 2, получив правильный ответ 4800 юаней. В этом процессе C не знает, что на самом деле вычисляет Alice, и это простой пример гомоморфного шифрования умножения.

3. Необходимость полностью гомоморфного шифрования

Однако простое гомоморфное шифрование может быть взломано. Например, C может с помощью полного перебора определить, что Алиса изначально собиралась вычислить 400 и 12. Это требует более сложного шифрования, а именно полностью гомоморфного шифрования.

Полностью гомоморфное шифрование позволяет выполнять произвольное количество операций сложения и умножения над зашифрованными данными и при этом гарантирует получение правильного результата после расшифровки. Эта технология способна обрабатывать более сложные математические задачи, практически полностью устраняя возможность для третьих лиц подглядывать за конфиденциальными данными.

Только в 2009 году, когда ученые, такие как Джентри, предложили новые идеи, действительно открыли дверь для полностью гомоморфного шифрования.

Применение полностью гомоморфного шифрования в области ИИ

Технология FHE имеет огромный потенциал в области ИИ. ИИ требует большого объема данных для обучения, но многие данные имеют высокую степень конфиденциальности. FHE может решить этот конфликт:

1. Шифрование чувствительных данных с помощью полностью гомоморфного шифрования
2. Используйте зашифрованные данные для обучения ИИ
3. AI выводит шифрование результата
4. Владельцы данных безопасно расшифровывают результаты на месте

Таким образом, можно защитить конфиденциальность данных и в то же время в полной мере использовать мощные вычислительные возможности ИИ.

Реальные приложения полностью гомоморфного шифрования

Технология полностью гомоморфного шифрования может быть применена во многих областях, таких как распознавание лиц:

• Требование: определить, является ли это реальным человеком
• Вызов: нельзя раскрывать чувствительную информацию о лице FHE может эффективно решить эту проблему.

Тем не менее, для вычислений с полностью гомоморфным шифрованием требуется значительно больше вычислительных мощностей. В этой связи некоторые проекты разрабатывают специализированные сети вычислительных мощностей и сопутствующую инфраструктуру.

Важность FHE для развития ИИ

Если ИИ сможет широко применять технологии полностью гомоморфного шифрования, это значительно смягчит текущие проблемы безопасности данных и конфиденциальности. От национальной безопасности до защиты личной конфиденциальности, полностью гомоморфное шифрование имеет широкий потенциал применения.

В эпоху стремительного развития ИИ зрелость технологии полностью гомоморфного шифрования может стать последним рубежом защиты человеческой конфиденциальности. Независимо от того, защищают ли военную разведку в международных конфликтах или личную конфиденциальность в повседневной жизни, FHE будет играть важную роль.

С течением времени влияние ИИ будет только расти. В этом контексте важность технологии FHE не нуждается в объяснении. Это не только технологическое новшество, но и ключевой инструмент для защиты прав личности в цифровую эпоху.