Desenvolvimento e Perspectivas de Aplicação da Tecnologia FHE

A tecnologia de criptografia desempenhou um papel importante no processo da civilização humana, sendo especialmente indispensável nos campos da segurança da informação e proteção da privacidade. Nos últimos anos, tecnologias de criptografia de ponta como a criptografia homomórfica total (FHE) têm recebido atenção significativa. O FHE permite realizar cálculos arbitrários em dados criptografados sem a necessidade de descriptografá-los, trazendo novas possibilidades para vários setores.

Visão Geral do FHE

FHE é um tipo de tecnologia de criptografia homomórfica que permite realizar operações de cálculo sobre dados criptografados, e essas operações podem ser mapeadas diretamente para os dados em texto claro. FHE suporta um número infinito de cálculos e operações sobre dados criptografados.

Atualmente, a Microsoft e a Zama têm se destacado na área de FHE. A biblioteca SEAL da Microsoft e a biblioteca TFHE da Zama oferecem implementações eficientes de FHE. O processo básico de operação do FHE inclui: gerar chaves, criptografar dados, realizar cálculos homomórficos e descriptografar resultados.

Infraestrutura do fhEVM

O fhEVM desenvolvido pela Zama é uma EVM totalmente homomórfica que suporta computação em privacidade implementada em Solidity. Ele oferece suporte a operações FHE através de contratos pré-compilados, projetou memória e áreas de armazenamento dedicadas ao FHE e fornece uma biblioteca de contratos Solidity que reduz a barreira de entrada para o desenvolvimento.

Solução FHE-Rollups

O projeto Fhenix combina fhEVM com a tecnologia Rollup, propondo a solução Layer2 do tipo FHE-Rollups. Ele utiliza a tecnologia Optimistic Rollups, cujos principais componentes incluem:

• Mecanismo de prova de fraude baseado em Arbitrum Nitro
• Biblioteca central fheOS que fornece funcionalidade FHE
• Rede de serviços de limiar responsável pela gestão de chaves e descriptografia

Coprocessadores FHE

Fhenix introduz o módulo Relay, permitindo que várias blockchains públicas e redes Layer2 integrem a funcionalidade FHE. O seu processo de utilização inclui:

1. Chamada de contrato de aplicação ao Co-processador FHE
2. Solicitação de fila para contratos Relay
3. O nó Relay retransmite pedidos
4. Execução de Cálculos de FHE Rollup
5. Saída de descriptação da rede de limiar
6. O resultado é retornado ao contrato

Cenários de Aplicação do FHE

FHE demonstra um grande potencial nas seguintes áreas:

• Jogo de cadeia completa com proteção de privacidade
• Proteção MEV em DeFi
• Treinamento de modelos de IA para proteção da privacidade

Desenvolvimento do ecossistema FHE

Além do Zama e do Fhenix, há alguns projetos notáveis no ecossistema FHE:

• Protetor solar: compilador FHE desenvolvido internamente
• Mind Network: rede FHE combinada com EigenLayer
• PADO Labs: zkFHE que integra ZKP e FHE
• Inco Network: Camada 1 que otimiza a eficiência do cálculo FHE
• Treat: FHE Layer3 do ecossistema Shiba
• BasedAI: Rede que introduz funcionalidades FHE para LLM

A tecnologia FHE está em plena expansão, e espera-se que desempenhe um papel importante em vários campos no futuro. Com o surgimento de mais projetos e a injeção de capital, o ecossistema FHE deverá experimentar um rápido crescimento.