Technologie FHE : Un nouvel espoir pour la protection de la vie privée des données

L'encryption complètement homomorphe ( FHE ) est une technologie de cryptage avancée qui permet de calculer directement sur des données cryptées, traitant ainsi les données tout en protégeant la vie privée. FHE a des applications potentielles dans plusieurs domaines tels que la finance, la santé, et le cloud computing, mais il reste encore un certain chemin avant une commercialisation à grande échelle, le principal défi étant son coût de calcul élevé.

Les principes fondamentaux de FHE

L'idée principale de FHE est d'utiliser des polynômes pour cacher les données d'origine et d'effectuer le traitement des données chiffrées en effectuant des calculs sur les polynômes. Les étapes spécifiques incluent :

1. Choisissez un polynôme clé
2. Générer un polynôme aléatoire
3. Introduire un petit polynôme "erreur"
4. Chiffrer les données d'origine avec le polynôme ci-dessus

Pour résoudre le problème de l'accumulation de bruit pendant le calcul, la FHE utilise des techniques telles que le changement de clé, le changement de module et le guidage. Parmi celles-ci, la technique de guidage peut réinitialiser le bruit, permettant ainsi des calculs d'une profondeur infinie, ce qui en fait le cœur de la FHE.

Les principales solutions FHE actuellement sur le marché incluent BGV, BFV, CKKS, etc., qui utilisent toutes des techniques de guidage.

Les défis auxquels est confronté le FHE

Le plus grand défi de la FHE est son coût de calcul extrêmement élevé, qui est des millions de fois plus lent que le calcul ordinaire. Pour cela, la DARPA, l'agence de recherche avancée du ministère de la Défense des États-Unis, a lancé le programme DPRIVE avec pour objectif d'augmenter la vitesse de calcul de la FHE à 1/10 de celle du calcul ordinaire.

DPRIVE s'attaque principalement aux aspects suivants :

• Augmenter la longueur des mots du processeur
• Développer des processeurs ASIC dédiés
• Construire une architecture parallèle MIMD

Bien que les progrès soient lents, la valeur unique de FHE dans la protection des données sensibles lui confère toujours une signification à long terme.

Application de FHE dans la blockchain

FHE peut être appliqué à la protection de la vie privée sur la blockchain, y compris :

• Vie privée sur la chaîne
• Confidentialité des données d'entraînement AI
• Vote privé sur la chaîne
• Examen de la confidentialité des transactions en chaîne
• Lutte contre le MEV

Mais le FHE posera également de nouveaux défis, tels que la réduction du débit du réseau et l'augmentation des barrières d'entrée pour les nœuds opérationnels.

Principaux projets FHE

Les principaux projets FHE actuellement incluent :

• Zama : basé sur le schéma TFHE, a construit une pile de développement complète.
• Fhenix : une couche de confidentialité de niveau 2 construite sur Zama
• Privasea : utilisation de la FHE pour le calcul de données LLM
• Inco Network : construire FHE Layer 1
• Arcium : fusion des technologies FHE, MPC et ZK
• Mind Network: Réseau de Restaking basé sur FHE
• Octra : utilise la technologie des hypergraphes pour réaliser FHE

Perspectives

FHE est encore à un stade précoce, faisant face à de nombreux défis techniques et de commercialisation. Cependant, avec l'arrivée de davantage de financements et d'équipes, ainsi que le développement de puces spécialisées, FHE devrait apporter des transformations dans des domaines tels que la défense, la finance et la santé, libérant ainsi le potentiel des données privées.