tamamen homomorfik şifreleme FHE: AI çağında gizlilik koruma aracı

Son zamanlarda piyasa koşulları durgundu, bu da bize bazı yeni teknolojilere daha fazla odaklanma fırsatı verdi. 2024 kripto piyasası önceki yıllardaki kadar hareketli olmasa da, hâlâ yavaş yavaş olgunlaşan bazı yeni teknolojiler var, bunlardan biri de bugün tartışacağımız konu: tamamen homomorfik şifreleme (Fully Homomorphic Encryption, kısaca FHE).

FHE bu karmaşık kavramı anlamak için önce "şifreleme", "homomorfik" ve neden "tamamen" olması gerektiğini anlamamız gerekiyor.

1. Şifrelemenin Temel Kavramı

şifreleme, bilgilerin güvenliğini korumanın bir yoludur. Basit bir örnek vermek gerekirse, eğer Alice, üçüncü taraf C aracılığıyla Bob'a "1314 520" mesajını iletmek istiyorsa ve C'nin içeriği bilmesini istemiyorsa, her bir rakamı 2 ile çarparak basit bir şifreleme yöntemi kullanabilir. Böylece iletilen mesaj "2628 1040" haline gelir. Bob bunu aldığında, sadece her bir sayıyı 2'ye bölerek orijinal bilgiyi çözebilir. Bu yöntem, temel bir simetrik şifrelemedir.

2. Homomorfik Şifrelemenin Kavramı

Homomorfik Şifreleme daha da ileriye gider, şifrelenmiş veriler üzerinde hesaplama yapmaya izin verir, öncelikle çözümlemeye gerek kalmadan. Diyelim ki Alice sadece 7 yaşında ve sadece en basit çarpma 2 ve bölme 2 işlemlerini yapabiliyor. Şimdi evdeki 12 aylık elektrik faturası toplamını hesaplaması gerekiyor, her ay 400 lira, ama bu kadar karmaşık hesaplamaları yapamıyor.

O bunu şöyle yapabilir: 400 ve 12'yi 2 ile çarpar, 800 ve 24 elde eder, ardından C'nin 800'ü 24 ile çarpmasına izin verir. C sonucu 19200 bulduğunda Alice'e söyler, Alice bu sonucu 2'ye ve tekrar 2'ye böldüğünde doğru cevap olan 4800 TL'yi elde eder. Bu süreçte C, Alice'in aslında ne hesapladığını bilmez, bu basit bir çarpma Homomorfik Şifreleme örneğidir.

3. Tamamen homomorfik şifrelemenin gerekliliği

Ancak, basit homomorfik şifreleme kırılabilir. Örneğin, C, deneme yanılma yöntemiyle Alice'in aslında 400 ile 12'yi hesaplamak istediğini çıkarabilir. Bu, daha karmaşık bir şifreleme yöntemi gerektirir, yani tamamen homomorfik şifreleme.

Tamamen homomorfik şifreleme, şifreli veriler üzerinde sınırsız sayıda toplama ve çarpma işlemi yapılmasına izin verir ve deşifre edildikten sonra doğru sonucun elde edilmesini garanti eder. Bu teknoloji, daha karmaşık matematik problemlerini işleyebilirken, neredeyse tamamen üçüncü şahısların gizli verilere göz atma olasılığını ortadan kaldırır.

2009 yılına kadar, Gentry ve diğer akademisyenler yeni bir yaklaşım önerene kadar tamamen homomorfik şifrelemenin kapıları gerçekten açılmadı.

FHE'nin AI Alanındaki Uygulamaları

FHE teknolojisi, AI alanında büyük bir potansiyele sahiptir. AI, büyük miktarda veri eğitimi gerektirir, ancak birçok veri yüksek gizlilik taşır. FHE bu çelişkiyi çözebilir:

1. Hassas verileri tamamen homomorfik şifreleme ile şifrele
2. Şifrelenmiş verilerle AI eğitimi
3. AI çıktı şifreleme sonuçları
4. Veri sahibi yerel olarak güvenli bir şekilde şifre çözme sonucu

Bu, hem veri gizliliğini korumayı hem de AI'nın güçlü hesaplama yeteneklerinden tam olarak yararlanmayı sağlar.

FHE'nin Gerçek Uygulamaları

FHE teknolojisi birçok alanda kullanılabilir, örneğin yüz tanıma:

• Talep: Gerçek bir insan olup olmadığını belirleme
• Zorluk: Yüzle ilgili hassas bilgilerin sızdırılmaması FHE bu sorunu etkili bir şekilde çözebilir.

Ancak, FHE hesaplaması büyük bir hesaplama gücü gerektiriyor. Bu nedenle, bazı projeler özel hesaplama ağları ve destekleyici altyapılar inşa ediyor.

FHE'nin AI Gelişimi Üzerindeki Önemi

Eğer AI, FHE teknolojisini büyük ölçekli olarak uygulayabilirse, mevcut veri güvenliği ve gizlilik sorunlarını büyük ölçüde hafifletecektir. Ulusal güvenlikten kişisel gizlilik korumasına kadar, FHE'nin geniş bir uygulama potansiyeli vardır.

Bu AI'nin hızla geliştiği çağda, FHE teknolojisinin olgunlaşması insan mahremiyetini korumanın son savunma hattı haline gelebilir. Uluslararası çatışmalarda askeri istihbaratı korumaktan günlük yaşamda kişisel mahremiyeti korumaya kadar, FHE önemli bir rol oynayacaktır.

Zamanla, AI'nin etkisi giderek artacaktır. Bu bağlamda, FHE teknolojisinin önemi tartışılmaz. Bu sadece bir teknolojik yenilik değil, aynı zamanda dijital çağda bireysel hakların korunmasında önemli bir araçtır.