Повністю гомоморфне шифрування: ідеальне поєднання конфіденційності даних та обчислень ШІ

Нещодавня ринкова ситуація була спокійною, що дало нам можливість детально обговорити деякі нові технології. Хоча крипторинок 2024 року не є таким бурхливим, як у попередні роки, все ж є кілька нових технологій, які поступово стають зрілими. Сьогодні ми зосередимося на темі "FHE / повністю гомоморфне шифрування".

Щоб зрозуміти цей складний концепт повністю гомоморфного шифрування, нам спочатку потрібно зрозуміти значення "шифрування" та "гомоморфне", а також чому потрібно "повністю".

Шифрування основні концепції

Шифрування є основою інформаційної безпеки. Приведемо простий приклад: якщо Аліса хоче передати секретну інформацію "1314 520" Бобу через третю сторону, вона може використати простий спосіб шифрування: помножити кожну цифру на 2. Таким чином, передана інформація стане "2628 1040". Коли Боб отримає її, йому лише потрібно поділити кожну цифру на 2, щоб відновити первісну інформацію. Цей метод дозволяє їм завершити конфіденційну комунікацію, не повністю довіряючи передавачу.

Гомоморфне шифрування: прогрес

Гомоморфне шифрування йде ще далі, дозволяючи виконувати обчислення над зашифрованими даними без необхідності спочатку їх розшифровувати. Наприклад, припустимо, що Аліса вміє лише виконувати прості множення на 2 та ділення на 2, але їй потрібно обчислити 400 юанів за електрику помножити на 12 місяців. Вона може зашифрувати 400 та 12, помноживши їх на 2, і дозволити надійного обчислювача C обчислити результат 800x24. Коли C отримує 19200, Алісі потрібно лише поділити результат на 4, щоб отримати правильну відповідь 4800, при цьому протягом усього процесу C не знає фактичну суму електрики та кількість місяців.

Необхідність повністю гомоморфного шифрування

Однак просте гомоморфне шифрування може бути зламане. Повністю гомоморфне шифрування шляхом впровадження більш складних математичних операцій та багатошарового шифрування робить злам майже неможливим. Воно дозволяє виконувати будь-яку кількість операцій додавання та множення на зашифрованих даних, що означає, що практично можна вирішувати будь-які складні математичні задачі, зберігаючи абсолютну конфіденційність даних.

Застосування повністю гомоморфного шифрування в області ШІ

повністю гомоморфне шифрування в AI-галузі має величезний потенціал для застосування. Воно може вирішити проблеми конфіденційності даних під час навчання та використання AI:

1. Користувачі можуть виконувати шифрування чутливих даних за допомогою повністю гомоморфного шифрування.
2. AI системи використовують шифровані дані для обчислень та навчання.
3. Система виводить результати шифрування.
4. Користувач локально безпечно розшифровує результати.

Цей підхід забезпечує достатню кількість тренувальних даних для ШІ та захищає конфіденційність користувачів, досягаючи цілі "і те, і те".

Практичні випадки застосування повністю гомоморфного шифрування

У практичному застосуванні повністю гомоморфне шифрування може бути використане для вирішення чутливих проблем, таких як розпізнавання облич. Воно дозволяє машинам визначити, чи є особа реальною, при цьому не торкаючись жодної чутливої інформації про обличчя. Проте обчислення з використанням повністю гомоморфного шифрування потребують величезних обчислювальних потужностей, що спонукає деякі проекти розробляти спеціалізоване апаратне та мережеве забезпечення для підтримки обчислень FHE.

Значення повністю гомоморфного шифрування для ШІ та конфіденційності

Якщо ШІ зможе широко застосовувати технологію повністю гомоморфного шифрування, це значно полегшить поточні проблеми з безпекою даних та конфіденційністю. Від національної безпеки до захисту особистої конфіденційності, технологія FHE має потенціал стати важливою лінією оборони. У найближчому майбутньому епохи ШІ, зрілість технології FHE може стати останнім укріпленням для захисту конфіденційності людини.

З розвитком технологій ми сподіваємося побачити більше інноваційних застосувань FHE в різних сферах, які принесуть нові можливості для безпеки даних та захисту приватності.