FHE: Jalan Masa Depan Perhitungan Privasi

FHE( enkripsi homomorfik penuh ) adalah teknologi enkripsi canggih yang dapat melakukan perhitungan langsung pada data terenkripsi, sehingga memproses data sambil melindungi privasi. FHE memiliki aplikasi potensial di berbagai bidang seperti keuangan, kesehatan, komputasi awan, dan pembelajaran mesin, tetapi saat ini komersialisasi masih memerlukan waktu, tantangan utamanya terletak pada beban perhitungan dan memori yang besar.

Prinsip Dasar FHE

Inti dari FHE adalah menyembunyikan informasi asli melalui polinomial. Dalam sistem FHE yang disederhanakan, proses enkripsi mencakup:

1. Pilih polinomial kunci
2. Menghasilkan polinomial acak
3. Menghasilkan polinomial "kesalahan" kecil
4. Mengenkripsi plaintext dengan kombinasi polinomial di atas

Untuk mendekripsi, diperlukan untuk mengetahui polinomial kunci. Memperkenalkan noise acak dapat mencegah penyerang dari mengungkap pola melalui input ulang.

Untuk mencapai perhitungan dengan kedalaman sembarang, FHE menggunakan teknologi kunci berikut:

• Peralihan kunci: Mengompresi ukuran ciphertext yang tumbuh secara eksponensial setelah setiap kali perkalian
• Peralihan modulus: mengontrol pertumbuhan kebisingan
• Bootstrap: Atur ulang noise ke tingkat awal

Saat ini, solusi FHE yang umum menggunakan teknologi Bootstrap, tetapi masih menghadapi biaya komputasi yang besar.

Tantangan yang Dihadapi FHE

Dibandingkan dengan perhitungan biasa, beban perhitungan FHE bisa mencapai miliaran kali lipat. Departemen Pertahanan AS, melalui DARPA, telah meluncurkan program Dprive, yang bertujuan untuk meningkatkan kecepatan perhitungan FHE hingga 1/10 dari perhitungan biasa. Program ini terutama berfokus pada beberapa aspek berikut:

1. Meningkatkan panjang kata pemroses
2. Mengembangkan prosesor ASIC khusus
3. Membangun arsitektur paralel MIMD

Meskipun kemajuan lambat, FHE masih memiliki nilai unik dalam melindungi data sensitif, terutama di era pasca-kuantum.

Aplikasi FHE dalam Blockchain

FHE dapat digunakan untuk melindungi privasi di blockchain, privasi data pelatihan AI, privasi pemungutan suara di blockchain, dan lainnya. Ini juga dianggap sebagai salah satu solusi MEV yang potensial, tetapi saat ini masih menghadapi tantangan seperti efisiensi dan persyaratan node.

Proyek FHE Utama

• Zama: Membangun tumpukan pengembangan FHE lengkap berdasarkan skema TFHE
• Octra: Menggunakan teknologi hypergraphs untuk mewujudkan FHE, membangun bahasa kontrak pintar dan mekanisme konsensus baru.
• Fhenix/Privasea/Inco Network dan lain-lain: sebagian besar dikembangkan berdasarkan pustaka Zama

Prospek Masa Depan

Teknologi FHE masih dalam tahap awal, perkembangan tidak secepat teknologi ZK. Namun, dengan semakin banyaknya dana dan perhatian yang mengalir, diperkirakan akan ada lebih banyak proyek dan inovasi teknologi FHE. Implementasi chip FHE adalah kunci untuk komersialisasi. Meskipun menghadapi tantangan, FHE tetap memiliki potensi besar di bidang pertahanan, keuangan, dan kesehatan, dan diharapkan dapat berintegrasi dengan teknologi mutakhir seperti komputasi kuantum, menyambut momen ledakan.