Mã hóa đồng cấu hoàn toàn: Khối chuỗi riêng tư và an toàn mới

Công nghệ mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) đã trải qua một quá trình phát triển dài kể từ khi được đề xuất lần đầu vào những năm 70 của thế kỷ trước. Năm 2009, nghiên cứu đột phá của Craig Gentry đã mở đường cho việc ứng dụng thực tế FHE. FHE cho phép thực hiện tính toán trên dữ liệu được mã hóa mà không cần phải giải mã trước, điều này cung cấp một công cụ mạnh mẽ để bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu.

Các đặc điểm cốt lõi của FHE bao gồm tính đồng cấu, quản lý tiếng ồn và hỗ trợ các phép toán không giới hạn. Nó có thể thực hiện các phép cộng và phép nhân trên văn bản mã hóa trong khi vẫn giữ kết quả giống như các phép toán trên văn bản rõ ràng. Tuy nhiên, FHE cũng phải đối mặt với những thách thức về hiệu quả tính toán và kiểm soát tiếng ồn.

Trong lĩnh vực Blockchain, FHE được kỳ vọng sẽ trở thành công nghệ then chốt để giải quyết vấn đề khả năng mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư. Nó có thể biến Blockchain minh bạch thành một hình thức mã hóa một phần, đồng thời giữ quyền kiểm soát của hợp đồng thông minh. Một số dự án đang phát triển máy ảo FHE, cho phép lập trình viên viết mã để thao tác các nguyên thủy FHE bằng Solidity. Phương pháp này có thể giải quyết các vấn đề quyền riêng tư hiện tại trên Blockchain, cho phép các ứng dụng như thanh toán mã hóa, trò chơi, đồng thời vẫn giữ được khả năng truy dấu của biểu đồ giao dịch.

FHE còn có thể cải thiện trải nghiệm người dùng của các dự án riêng tư, chẳng hạn như giải quyết vấn đề đồng bộ ví thông qua truy xuất tin nhắn riêng tư (OMR). Mặc dù FHE bản thân không thể giải quyết trực tiếp vấn đề mở rộng của Blockchain, nhưng việc kết hợp với chứng minh không kiến thức (ZKP) có thể cung cấp giải pháp cho vấn đề này.

FHE và ZKP là công nghệ bổ sung, mỗi công nghệ có những ưu điểm riêng. ZKP cung cấp tính toán có thể xác minh và thuộc tính không kiến thức, trong khi FHE cho phép thực hiện tính toán mà không tiết lộ dữ liệu. Kết hợp cả hai có thể làm tăng đáng kể độ phức tạp của tính toán, vì vậy chỉ có ý nghĩa thực tế trong các trường hợp sử dụng cụ thể.

Hiện tại, sự phát triển của FHE chậm hơn khoảng ba đến bốn năm so với ZKP, nhưng đang nhanh chóng bắt kịp. Các dự án FHE thế hệ đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm và dự kiến sẽ ra mắt mạng chính vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán của FHE vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng ứng dụng quy mô lớn của nó đã bắt đầu xuất hiện.

Các ứng dụng của FHE đang đối mặt với một số thách thức, chẳng hạn như hiệu suất tính toán và quản lý khóa. Tính toán cường độ của các thao tác tự khởi động đang được giảm thiểu thông qua cải tiến thuật toán và tối ưu hóa kỹ thuật. Quản lý khóa liên quan đến quản lý khóa ngưỡng, cần được phát triển hơn nữa để khắc phục vấn đề điểm lỗi đơn.

Trong lĩnh vực thị trường, nhiều công ty đang tích cực phát triển các giải pháp FHE. Zama cung cấp thư viện TFHE và các công cụ như fhEVM, Sunscreen đang phát triển trình biên dịch FHE, Fhenix đang xây dựng mạng lưới Layer 2 Ethereum hỗ trợ FHE. Mind Network đang nỗ lực áp dụng FHE vào lĩnh vực DePIN và AI. Những dự án này đã nhận được sự hỗ trợ lớn từ các quỹ đầu tư mạo hiểm, cho thấy sự tự tin của thị trường đối với công nghệ FHE.

Môi trường quy định về FHE khác nhau tùy theo khu vực. Mặc dù quyền riêng tư dữ liệu được hỗ trợ rộng rãi, quyền riêng tư tài chính vẫn nằm trong vùng xám. FHE có tiềm năng tăng cường quyền riêng tư dữ liệu trong khi vẫn duy trì lợi ích xã hội.

Nhìn về tương lai, với sự cải tiến liên tục của lý thuyết, phần mềm, phần cứng và thuật toán, FHE có triển vọng đạt được những tiến bộ đáng kể trong ba đến năm năm tới, chuyển từ giai đoạn nghiên cứu sang ứng dụng thực tế. Là một công nghệ mang tính cách mạng, FHE có khả năng mang lại đổi mới và những khả năng mới cho Blockchain và hệ sinh thái mã hóa rộng lớn hơn.