Teknologi FHE: Harapan Baru untuk Perlindungan Privasi Data

Enkripsi homomorfik sepenuhnya ( FHE ) adalah teknologi enkripsi canggih yang dapat melakukan perhitungan langsung pada data terenkripsi, sehingga dapat memproses data sambil melindungi privasi. FHE memiliki aplikasi potensial di berbagai bidang seperti keuangan, kesehatan, dan komputasi awan, tetapi saat ini masih ada jarak tertentu dari komersialisasi berskala besar, tantangan utamanya adalah biaya komputasi yang sangat besar.

Prinsip Dasar FHE

Inti dari FHE adalah menggunakan polinomial untuk menyembunyikan data asli, dan melakukan pengolahan data terenkripsi dengan melakukan perhitungan pada polinomial. Langkah-langkah spesifik meliputi:

1. Pilih polinomial kunci
2. Menghasilkan polinomial acak
3. Memperkenalkan polinomial "kesalahan" kecil
4. Menggunakan polinomial di atas untuk mengenkripsi data asli

Untuk mengatasi masalah akumulasi kebisingan selama proses perhitungan, FHE menggunakan teknik seperti pergantian kunci, pergantian modulus, dan pengarahan. Di antara teknik ini, teknologi pengarahan dapat mereset kebisingan, memungkinkan perhitungan dengan kedalaman tak terbatas, yang merupakan inti dari FHE.

Saat ini, solusi FHE yang mainstream termasuk BGV, BFV, CKKS, dan sebagainya, semuanya menggunakan teknologi panduan.

Tantangan yang Dihadapi FHE

Tantangan terbesar FHE adalah biaya komputasinya yang sangat besar, jauh lebih lambat daripada komputasi biasa hingga jutaan kali. Untuk itu, Badan Proyek Penelitian Pertahanan Tinggi Amerika Serikat (DARPA) meluncurkan program DPRIVE, dengan tujuan untuk meningkatkan kecepatan komputasi FHE menjadi 1/10 dari komputasi biasa.

DPRIVE terutama fokus pada aspek berikut:

• Memperbesar panjang kata prosesor
• Mengembangkan prosesor ASIC khusus
• Membangun arsitektur paralel MIMD

Meskipun kemajuannya lambat, nilai unik FHE dalam melindungi data sensitif membuatnya tetap memiliki arti jangka panjang.

Aplikasi FHE dalam Blockchain

FHE dapat diterapkan pada perlindungan privasi blockchain, termasuk:

• Privasi di atas rantai
• Privasi data pelatihan AI
• Pemungutan suara privasi di blockchain
• Pemeriksaan privasi transaksi on-chain
• Melawan MEV

Namun, FHE juga akan membawa tantangan baru, seperti mengurangi throughput jaringan dan meningkatkan ambang batas untuk node yang beroperasi.

Proyek FHE Utama

Proyek FHE utama saat ini meliputi:

• Zama: Membangun tumpukan pengembangan lengkap berdasarkan skema TFHE
• Fhenix: Membangun Layer 2 privasi berdasarkan Zama
• Privasea: Menggunakan FHE untuk perhitungan data LLM
• Inco Network: Membangun FHE Layer 1
• Arcium: menggabungkan teknologi FHE, MPC, dan ZK
• Jaringan Mind: Membangun jaringan Restaking berbasis FHE
• Octra: Menggunakan teknologi hypergraphs untuk mewujudkan FHE

Prospek

FHE masih berada di tahap awal, menghadapi berbagai tantangan teknis dan komersial. Namun, dengan lebih banyak dana dan tim yang bergabung, serta pengembangan chip khusus, FHE diharapkan dapat membawa perubahan di bidang pertahanan, keuangan, medis, dan lainnya, serta mengungkap potensi data privasi.