Công nghệ Blockchain đã phát triển mạnh mẽ kể từ nguồn gốc của nó với Bitcoin vào năm 2009, biến đổi từ một sổ cái tiền điện tử đơn thuần thành một nền tảng rộng lớn cho các ứng dụng phi tập trung. Những đặc tính cơ bản của nó — tính bất biến, tính minh bạch và tính phi tập trung — đã củng cố Blockchain như một khung vi mạnh mẽ cho giao dịch dữ liệu an toàn trên nhiều lĩnh vực, loại bỏ nhu cầu về trung gian truyền thống

Mặc dù có những tiến bộ này, lo ngại về quyền riêng tư dữ liệu vẫn tiếp tục. Mặc dù blockchain đảm bảo việc truyền dữ liệu an toàn thông qua mã hóa, việc giải mã cần thiết cho việc xử lý mở ra các lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn. Sự yếu đuối này đặc biệt nghiêm trọng trong các lĩnh vực nơi tính bí mật và tính toàn vẹn dữ liệu là quan trọng, như trong các ứng dụng phi tập trung (dApps) và hệ thống tài chính hoạt động trong khung Web3.

Để giảm thiểu những rủi ro này, các phương pháp mật mã tiên tiến như Mã hóa Toàn phần (FHE) và Chứng minh không cần biết (ZKPs) đã trở nên phổ biến. Các công nghệ này cung cấp cách thức cách mạng để tính toán và xác minh tính bảo mật dữ liệu mà không tiết lộ thông tin nhạy cảm cơ bản.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đào sâu vào ý nghĩa của FHE và ZKP trong việc nâng cao tính riêng tư của ứng dụng blockchain, nhấn mạnh tiềm năng của chúng trong việc hình thành tương lai của bảo vệ dữ liệu trong công nghệ blockchain.

Giới thiệu

FHE và ZKP có nguồn gốc từ vài thập kỷ trước. Theo thời gian, cả FHE và ZKP đều đã phát triển đáng kể, vẫn quan trọng để nâng cao quyền riêng tư dữ liệu.

Fully Homomorphic Encryption (FHE)

FHE là một phương pháp mã hóa tinh vi cho phép các chức năng được thực hiện trực tiếp trên dữ liệu đã được mã hóa, bảo vệ tính bí mật của nó trong suốt quá trình. Đơn giản, FHE giữ cho dữ liệu được mã hóa cả trong quá trình lưu trữ và tính toán, xử lý mã hóa như một “hộp đen” an toàn nơi chỉ chủ sở hữu của chìa khóa bí mật mới có thể tiết lộ kết quả. Ban đầu được sáng tạo vào năm 1978, ý tưởng nhằm thay đổi phần cứng máy tính để cho phép xử lý an toàn dữ liệu đã được mã hóa. Tuy nhiên, cho đến năm 2009, được kích thích bởi sự tiến bộ về sức mạnh tính toán, một kế hoạch FHE khả thi mới nổi lên. Bước tiến này lớn phần được ghi công cho Craig Gentry, người công việc đổi mớiđã đánh dấu một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực.

)

Hình ảnh qua Zama

Các Thuật Ngữ Được Giải Thích:

• Fully: Cho biết khả năng thực hiện nhiều loại hoạt động, như phép cộng và nhân, trên dữ liệu được mã hóa.
• Homomorphic: Đề cập đến khả năng thực hiện tính toán trực tiếp trên dữ liệu đã được mã hóa mà không cần giải mã nó.
• Mã hóa: Mô tả quá trình chuyển đổi thông tin thành định dạng an toàn để ngăn chặn truy cập không được ủy quyền.

Kể từ năm 2009, đã có được tiến bộ đáng kể trong FHE, một trong những đột pháđã xuất hiện vào năm 2013, đã tối ưu hóa relinearizationquá trình và cải thiện đáng kể hiệu suất của FHE. Những tiến triển này nhấn mạnh khả năng của FHE để thực hiện một loạt các phép toán số học trên dữ liệu được mã hóa, bảo vệ tính an toàn và toàn vẹn của dữ liệu mà không tiếp xúc với nó.

Chứng minh không biết (ZKP)

ZKP được giới thiệu trong năm 1985 đầy ảnh hưởng giấy “Phức tạp kiến thức của hệ thống chứng minh tương tác” của Shafi Goldwasser, Silvio Micali và Charles Rackoff. Ban đầu là lý thuyết, ZKP trải qua một sự tiến hóa đáng kể vào năm 2012 với việc phát hiện ra zk-SNARKs, một loại ZKP có thể xác thực hầu như bất kỳ tính toán nào trong khi tiết lộ thông tin tối thiểu.

Trong một ZKP điển hình, có hai vai trò chính: người chứng minh và người xác minh. Người chứng minh nhằm xác nhận một tuyên bố cụ thể, và vai trò của người xác minh là đánh giá sự thật của tuyên bố mà không học được bất kỳ thông tin bổ sung nào. Cách tiếp cận này cho phép người chứng minh chỉ tiết lộ bằng chứng cần thiết để xác minh tuyên bố, do đó bảo vệ tính bí mật của dữ liệu và nâng cao quyền riêng tư.

Các ứng dụng thực tế của ZKPs đã tăng mạnh với sự phát triển của công nghệ blockchain và tiền điện tử. Hiện giờ chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện cho các giao dịch riêng tư và nâng cao tính bảo mật của các hợp đồng thông minh. Sự xuất hiện của zk-SNARKs đã kích thích việc phát triển các giải pháp như zCash, zkRollups và zkEVMs, biến một lĩnh vực trước đây chỉ là nghiên cứu học thuật thành một hệ sinh thái đầy ứng dụng thực tế. Sự chuyển đổi này nhấn mạnh sự tăng cường của ZKPs trong việc bảo vệ các hệ thống phi tập trung như Ethereum và thúc đẩy một cơ sở hạ tầng kỹ thuật số tập trung vào quyền riêng tư mạnh mẽ.

ZK vs FHE

Trong khi FHE và ZKP có một số điểm tương đồng, chúng khác biệt đáng kể về chức năng. FHE có thể tính toán trực tiếp trên dữ liệu được mã hóa mà không tiết lộ hoặc truy cập vào dữ liệu gốc, tạo ra kết quả chính xác mà không tiết lộ thông tin cơ bản.

)

Hình ảnh qua Morten Dahl‘shội thảo

Đây là cách hai công nghệ khác nhau:

Mã hóa Tính toán

ZKP đấu tranh để tính toán trên dữ liệu được mã hóa từ nhiều người dùng, như các token ERC-20 riêng tư, mà không đ comproming bảo mật. Ngược lại, FHE xuất sắc trong lĩnh vực này, cung cấp sự linh hoạt và khả năng kết hợp lớn hơn trên các mạng blockchain. Tuy nhiên, ZKP thường yêu cầu tích hợp cá nhân cho mỗi mạng hoặc tài sản mới.

Khả năng mở rộng

Hiện tại, ZKP được coi là có khả năng mở rộng hơn so với FHE. Tuy nhiên, dự kiến FHE sẽ cải thiện về khả năng mở rộng khi tiến bộ công nghệ tiếp tục trong những năm sắp tới.

Tính toán phức tạp

FHE rất phù hợp cho việc thực hiện các phép tính phức tạp trên dữ liệu được mã hóa, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng như học máy, MPC an toàn và tính toán hoàn toàn riêng tư. So với đó, ZKP thường được sử dụng cho các hoạt động đơn giản hơn, chẳng hạn như chứng minh một giá trị cụ thể mà không tiết lộ nó.

Sự Ứng Dụng Phổ Biến

ZKP vượt trội trong các ứng dụng cụ thể như xác minh danh tính, xác thực và tính mở rộng. Tuy nhiên, FHE có thể được sử dụng trên một phạm vi ứng dụng rộng hơn, bao gồm tính toán đám mây an toàn, trí tuệ nhân tạo bảo vệ quyền riêng tư và xử lý dữ liệu bảo mật.

So sánh này nhấn mạnh những ưu điểm và hạn chế riêng biệt của mỗi công nghệ, minh họa sự liên quan của chúng đối với các kịch bản khác nhau. Cả hai công nghệ đều quan trọng đối với ứng dụng blockchain, nhưng ZKP hiện tại có một lịch sử hoạt động ổn định hơn. Mặc dù vậy, có tiềm năng cho FHE phát triển và có thể trở thành giải pháp phù hợp hơn cho bảo tồn quyền riêng tư trong tương lai.

Sử Dụng Chung Của ZKP & FHE

Một số ứng dụng đã thử nghiệm một cách hấp dẫn bằng cách kết hợp ZKPs và FHE. Đáng chú ý, Craig Gentry và các đồng nghiệp của ông đã khám phá cách giảm chi phí giao tiếp bằng cách sử dụng các kỹ thuật mã hóa toàn phần không tuyến tính lai. Các kỹ thuật đổi mới này đã được áp dụng trong các ngữ cảnh blockchain khác nhau và hứa hẹn cho việc khám phá trong các lĩnh vực khác.

Các ứng dụng tiềm năng cho ZKPs và FHE bao gồm:

• Điện toán đám mây an toàn: FHE mã hóa dữ liệu trong khi ZKPs xác minh tính chính xác của nó, cho phép tính toán an toàn trong đám mây mà không tiết lộ dữ liệu gốc.
• Bỏ phiếu điện tử: Sự kết hợp này đảm bảo tính bí mật của phiếu bầu và xác nhận việc đếm phiếu chính xác.
• Giao Dịch Tài Chính: Trong lĩnh vực tài chính, việc tích hợp này duy trì tính bí mật của giao dịch trong khi cho phép các bên xác minh tính chính xác của giao dịch mà không tiết lộ thông tin chi tiết.
• Chẩn đoán Y tế: Dữ liệu y tế được mã hóa có thể được phân tích bởi các nhà cung cấp dịch vụ y tế có thể xác nhận chẩn đoán mà không cần truy cập thông tin nhạy cảm của bệnh nhân.

Sự tích hợp của ZKPs và FHE hứa hẹn mang lại cơ hội nâng cao cả an ninh danh tính lẫn dữ liệu trong các ứng dụng, xứng đáng được khám phá và nghiên cứu sâu hơn.

Dự án FHE hiện tại

Dưới đây là một số dự án dành riêng cho việc áp dụng công nghệ FHE trong lĩnh vực Blockchain:

1. Zama:Một công ty mật mã mã nguồn mở, chuyên phát triển các giải pháp FHE cho blockchain và AI.
2. Mạng bí mật：Ra mắt vào năm 2020, là một nền tảng blockchain tích hợp hợp đồng thông minh bảo vệ quyền riêng tư.
3. Kem chống nắngBộ biên dịch được thiết kế đặc biệt cho FHE và ZKPs.
4. FhenixMột blockchain Layer 2 bảo mật mà sử dụng công nghệ FHE.
5. Mạng Ý thứcMột giải pháp cuộn lại đa năng dựa trên FHE.
6. PrivaseaMột nền tảng cơ sở dữ liệu sử dụng công nghệ FHE, hỗ trợ tính toán trên dữ liệu được mã hóa.

Kết luận

FHE đang nhanh chóng khẳng định vị thế của mình như một thành phần cơ bản của an ninh mạng, đặc biệt là rõ ràng trong lĩnh vực điện toán đám mây khi các tên tuổi lớn như Google và Microsoft đang áp dụng nó để xử lý và lưu trữ dữ liệu của khách hàng một cách an toàn mà không vi phạm quyền riêng tư.

Công nghệ này hứa hẹn sẽ định hình lại an ninh dữ liệu trên các nền tảng khác nhau, đánh dấu một kỷ nguyên mới về sự riêng tư không thể so sánh. Để đạt được tương lai này sẽ yêu cầu sự tiến bộ liên tục cả về FHE và ZKPs. Các nỗ lực hợp tác trên các lĩnh vực — các nhà mật mã học, kỹ sư phần mềm, chuyên gia phần cứng và nhà hoạch định chính sách — là rất quan trọng để điều hướng qua cảnh quy định và thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi hơn.

Khi chúng ta tiến gần hơn đến một kỷ nguyên chủ quyền số mới, nơi quyền riêng tư và an ninh dữ liệu được tích hợp một cách mượt mà, việc cập nhật thông tin về những tiến triển mới nhất trong FHE và ZKPs không thể được đánh giá quá cao. Việc cập nhật thông tin sẽ giúp chúng ta điều hướng hiệu quả trên cảnh quan tiến triển này, tận dụng hết khả năng của những công cụ mật mã tiên tiến này.

tuyên bố:

1. Bài viết này được sao chép từ [ PANews] the copyright belongs to the original author [ScalingX], nếu bạn có bất kỳ ý kiến nào về việc tái in, vui lòng liên hệ với Cổng Họcđội (gatelearn@gate.io), và nhóm sẽ xử lý càng sớm càng tốt theo các quy trình liên quan.

2. Thông báo miễn trừ trách nhiệm: Các quan điểm và ý kiến được thể hiện trong bài viết này chỉ đại diện cho quan điểm cá nhân của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.

3. Các phiên bản ngôn ngữ khác của bài viết được dịch bởi đội ngũ Gate Learn và không được đề cập trong Gate.io), bài viết đã dịch có thể không được sao chép, phân phối hoặc đạo văn.