FHE: Gizlilik Hesaplamanın Geleceği Yolu

FHE( tam homomorfik şifreleme ), şifreli veriler üzerinde doğrudan hesaplama yapılmasına olanak tanıyan gelişmiş bir şifreleme teknolojisidir. Bu sayede gizliliği korurken verileri işlemek mümkündür. FHE, finans, sağlık, bulut bilişim, makine öğrenimi gibi birçok alanda potansiyel uygulamalara sahiptir, ancak şu anda ticarileşmesi zaman alacaktır; ana zorluk, büyük hesaplama ve bellek maliyetleridir.

FHE'nin Temel Prensipleri

FHE'nin temeli, orijinal bilgiyi gizlemek için çok terimli kullanmaktır. Basitleştirilmiş FHE sisteminde, şifreleme süreci şunları içerir:

1. Anahtar polinomunu seçin
2. Rastgele çok terimli oluştur
3. Küçük "hata" çok terimini oluşturma
4. Açık metni yukarıda belirtilen çok terimli kombinasyon ile şifrele

Şifre çözme sırasında anahtar polinomunu bilmek gereklidir. Rastgele gürültü eklemek, saldırganların tekrar eden girdilerle kırılma düzenini bulmasını önleyebilir.

Herhangi bir derinlikteki hesaplamayı gerçekleştirmek için, FHE aşağıdaki anahtar teknolojileri kullanmıştır:

• Anahtar değiştirme: Her çarpımdan sonra şifreli verinin boyutunu sıkıştırarak üstel büyümeyi azaltma
• Modül geçişi: Gürültü artışını kontrol et
• Bootstrap: Gürültüyü başlangıç seviyesine sıfırlama

Şu anda önde gelen FHE çözümleri Bootstrap teknolojisini kullanıyor, ancak yine de büyük hesaplama maliyetleriyle karşı karşıya.

FHE'nin Karşılaştığı Zorluklar

Geleneksel hesaplamalara kıyasla, FHE'nin hesaplama maliyeti milyarlarca kat daha yüksek olabilir. Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), FHE hesaplama hızını geleneksel hesaplamaların 1/10'una çıkarmayı amaçlayan Dprive programını başlattı. Bu program esas olarak aşağıdaki alanlara odaklanmaktadır:

1. İşlemci kelime uzunluğunu artır
2. Özel ASIC işlemcileri geliştirme
3. MIMD paralel mimarisini inşa et

Yavaş bir ilerleme olmasına rağmen, FHE'nin hassas verileri koruma konusunda hala benzersiz bir değeri vardır, özellikle post-kuantum çağında.

FHE'nin Blok Zincirindeki Uygulamaları

FHE, zincir üzerindeki gizliliği, AI eğitim verileri gizliliğini, zincir üzerindeki oylama gizliliğini korumak için kullanılabilir. Ayrıca potansiyel bir MEV çözümü olarak da görülmektedir, ancak şu anda verimlilik ve düğüm gereksinimleri gibi zorluklarla karşı karşıyadır.

Ana FHE Projeleri

• Zama: TFHE çözümüne dayalı olarak tam bir FHE geliştirme yığını oluşturmuştur.
• Octra: FHE'yi gerçekleştirmek için hiper grafikler teknolojisini kullanarak yeni bir akıllı sözleşme dili ve konsensüs mekanizması geliştirdi.
• Fhenix/Privasea/Inco Network gibi projeler: Zama kütüphanesine dayalı olarak geliştirilmiştir.

Gelecek Vizyonu

FHE teknolojisi hala erken aşamalarda, ZK teknolojisi kadar gelişmiş değil. Ancak daha fazla fon ve ilginin gelmesiyle birlikte, daha fazla FHE projesi ve teknik yenilik bekleniyor. FHE çiplerinin uygulanması, ticarileşmenin anahtarıdır. Zorluklara rağmen, FHE savunma, finans, sağlık gibi alanlarda hala büyük bir potansiyele sahip ve kuantum hesaplama gibi öncü teknolojilerle birleşerek patlama anını bekliyor.