สํารวจแทร็ก FHE

กลางJun 03, 2024
FHE (Fully Homomorphic Encryption) ช่วยให้บุคคลที่สามสามารถทําการคํานวณและดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสได้ไม่จํากัดโดยไม่ต้องถอดรหัส จึงบรรลุการคํานวณความเป็นส่วนตัวแบบ on-chain ที่รวมกันได้ ArkStream Capital ได้เขียนบทความแนะนําแนวคิดสถานการณ์การใช้งานและระบบนิเวศของ FHE รวมถึงโซลูชัน FHE-Rollup ประเภท Layer2 ที่ Fhenix กําลังสร้าง
สํารวจแทร็ก FHE

แนะ นำ

ในอดีตการเข้ารหัสมีบทบาทสําคัญในความก้าวหน้าของอารยธรรมมนุษย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขอบเขตของความปลอดภัยของข้อมูลและการปกป้องความเป็นส่วนตัว ไม่เพียงแต่ให้การป้องกันที่แข็งแกร่งสําหรับการส่งและจัดเก็บข้อมูลในด้านต่างๆ เท่านั้น แต่ระบบการเข้ารหัสแบบอสมมาตรด้วยคีย์สาธารณะและคีย์ส่วนตัว พร้อมด้วยฟังก์ชันแฮช ถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างสร้างสรรค์โดย Satoshi Nakamoto ในปี 2008 สิ่งนี้นําไปสู่การออกแบบกลไกการพิสูจน์การทํางานที่แก้ปัญหาการใช้จ่ายซ้ําซ้อน ซึ่งจะช่วยกระตุ้นการเกิดของ Bitcoin ซึ่งเป็นสกุลเงินดิจิทัลที่ปฏิวัติวงการ และนําเข้าสู่ยุคใหม่สําหรับอุตสาหกรรมบล็อกเชน

ในขณะที่อุตสาหกรรมบล็อกเชนยังคงพัฒนาและพัฒนาอย่างรวดเร็วชุดเทคโนโลยีการเข้ารหัสที่ทันสมัยได้เกิดขึ้นโดยมี Zero-Knowledge Proofs (ZKP), Multi-Party Computation (MPC) และ Fully Homomorphic Encryption (FHE) ที่โดดเด่นที่สุด เทคโนโลยีเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การรวม ZKP เข้ากับโซลูชัน Rollup เพื่อแก้ไขปัญหา "ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกสามเหลี่ยม" ของบล็อกเชน และส่งเสริมการนําอินเทอร์เฟซผู้ใช้มาใช้จํานวนมากโดยการรวม MPC เข้ากับระบบคีย์สาธารณะและส่วนตัว สําหรับ FHE ซึ่งถือได้ว่าเป็นหนึ่งในจอกศักดิ์สิทธิ์ของการเข้ารหัสคุณลักษณะเฉพาะของมันช่วยให้บุคคลที่สามสามารถดําเนินการและคํานวณข้อมูลที่เข้ารหัสได้ตามจํานวนโดยพลการโดยไม่ต้องถอดรหัสดังนั้นจึงเปิดใช้งานการคํานวณความเป็นส่วนตัวบนเครือข่ายที่ประกอบได้และนําความเป็นไปได้ใหม่ ๆ มาสู่หลายฟิลด์และสถานการณ์

ภาพรวมโดยย่อของ FHE

เมื่อเราอ้างถึง FHE (Fully Homomorphic Encryption) สิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจก่อนว่าชื่อนี้หมายถึงอะไร HE ย่อมาจาก Homomorphic Encryption ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีคุณสมบัติหลักคือความสามารถในการคํานวณและดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัส ซึ่งการดําเนินการเหล่านี้สามารถแมปโดยตรงกับข้อความธรรมดา "F" ใน FHE หมายความว่าคุณลักษณะโฮโมมอร์ฟิกนี้ถูกยกระดับไปอีกขั้นทําให้สามารถคํานวณและดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสได้ไม่จํากัด

เพื่อช่วยให้เข้าใจ เราเลือกฟังก์ชันเชิงเส้นที่ง่ายที่สุดเป็นอัลกอริธึมการเข้ารหัส และอธิบายโฮโมมอร์ฟิซึมแบบเติมแต่งและโฮโมมอร์ฟิซึมแบบทวีคูณด้วยการดําเนินการเพียงครั้งเดียว แน่นอนว่า FHE จริงใช้ชุดของอัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น และอัลกอริธึมเหล่านี้ต้องการทรัพยากรการคํานวณจํานวนมาก (CPU และหน่วยความจํา)

แม้ว่าหลักการทางคณิตศาสตร์ของ FHE จะลึกซึ้งและซับซ้อน แต่เราจะไม่เจาะลึกที่นี่ เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าในด้านการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิก นอกเหนือจาก FHE แล้ว ยังมีการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกบางส่วนและการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอีกด้วย ความแตกต่างหลักของพวกเขาอยู่ในประเภทของการดําเนินการที่พวกเขาสนับสนุนและจํานวนการดําเนินการที่อนุญาต แต่พวกเขาเปิดใช้งานการคํานวณและการดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสในทํานองเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เนื้อหากระชับ เราจะไม่พูดถึงสิ่งเหล่านี้ในเชิงลึกที่นี่

ในอุตสาหกรรม FHE แม้ว่าบริษัทที่มีชื่อเสียงหลายแห่งจะมีส่วนร่วมในการวิจัยและพัฒนา แต่ Microsoft และ Zama ก็โดดเด่นด้วยผลิตภัณฑ์โอเพ่นซอร์สที่ยอดเยี่ยม (ไลบรารีโค้ด) โดยเน้นย้ําถึงการใช้งานและอิทธิพลที่เหนือชั้น พวกเขาให้นักพัฒนามีการใช้งาน FHE ที่เสถียรและมีประสิทธิภาพส่งเสริมการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี FHE อย่างกว้างขวาง

ตราประทับของ Microsoft: ไลบรารี FHE ที่สร้างขึ้นอย่างพิถีพิถันโดย Microsoft Research ไม่เพียงแต่รองรับการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบเท่านั้น SEAL มีอินเทอร์เฟซ C++ ที่มีประสิทธิภาพ และด้วยการผสานรวมอัลกอริธึมและเทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพจํานวนมาก จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของการคํานวณได้อย่างมาก

TFHE ของ Zama: ไลบรารีโอเพ่นซอร์สที่เน้นการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบประสิทธิภาพสูง TFHE ให้บริการผ่านอินเทอร์เฟซภาษา C และใช้ชุดเทคนิคและอัลกอริธึมการเพิ่มประสิทธิภาพขั้นสูง โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ความเร็วในการคํานวณที่เร็วขึ้นและลดการใช้ทรัพยากร

ตามแนวคิดที่ง่ายที่สุดกระบวนการดําเนินการของประสบการณ์ FHE มีดังนี้:

  • สร้างคีย์: ใช้ไลบรารี/เฟรมเวิร์ก FHE เพื่อสร้างคีย์สาธารณะและคีย์ส่วนตัวคู่หนึ่ง
  • เข้ารหัสข้อมูล: ใช้คีย์สาธารณะเพื่อเข้ารหัสข้อมูลที่ต้องประมวลผลโดยการคํานวณ FHE
  • ทําการคํานวณแบบโฮโมมอร์ฟิก: ใช้ฟังก์ชันการคํานวณแบบโฮโมมอร์ฟิกที่ไลบรารี FHE จัดเตรียมไว้เพื่อดําเนินการคํานวณต่างๆ กับข้อมูลที่เข้ารหัส เช่น การบวก การคูณ ฯลฯ
  • ถอดรหัสผลลัพธ์: เมื่อจําเป็นต้องดูผลการคํานวณผู้ใช้ที่ถูกต้องจะใช้คีย์ส่วนตัวเพื่อถอดรหัสผลการคํานวณ

ในทางปฏิบัติของ Fully Homomorphic Encryption (FHE) กลยุทธ์การจัดการของคีย์ถอดรหัส (การสร้าง การหมุนเวียน และการใช้งาน ฯลฯ) เป็นสิ่งสําคัญ เนื่องจากผลลัพธ์ของการคํานวณและการดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสจําเป็นต้องได้รับการถอดรหัสเพื่อใช้ในบางช่วงเวลาและในบางสถานการณ์คีย์ถอดรหัสจึงกลายเป็นแกนหลักเพื่อความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของข้อมูลต้นฉบับและข้อมูลที่ประมวลผล แผนการจัดการสําหรับคีย์ถอดรหัสนั้นคล้ายกับการจัดการคีย์แบบดั้งเดิมในหลาย ๆ ด้าน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะที่แตกต่างของ FHE จึงสามารถออกแบบกลยุทธ์ที่เข้มงวดและมีรายละเอียดมากขึ้นได้

สําหรับบล็อกเชน เนื่องจากลักษณะของการกระจายอํานาจ ความโปร่งใส และความไม่เปลี่ยนรูป การแนะนํา Threshold Multi-Party Computation (TMPC) จึงเป็นทางเลือกที่ทรงพลัง โครงร่างนี้ช่วยให้ผู้เข้าร่วมหลายคนสามารถจัดการและควบคุมคีย์ถอดรหัสร่วมกันได้ และข้อมูลสามารถถอดรหัสได้สําเร็จเมื่อถึงหมายเลขเกณฑ์ที่กําหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น จํานวนผู้เข้าร่วม) เท่านั้น สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มความปลอดภัยของการจัดการคีย์ แต่ยังช่วยลดความเสี่ยงของโหนดเดียวที่ถูกบุกรุก ให้การรับประกันที่แข็งแกร่งสําหรับการประยุกต์ใช้ FHE ในสภาพแวดล้อมบล็อกเชน

วางรากฐานด้วย fhEVM

จากมุมมองของการบุกรุกน้อยที่สุดวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการใช้การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบ (FHE) บนบล็อกเชนคือการห่อหุ้มเป็นไลบรารีรหัสสัญญาอัจฉริยะทั่วไปเพื่อให้แน่ใจว่ามีน้ําหนักเบาและยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม ข้อกําหนดเบื้องต้นสําหรับแนวทางนี้คือเครื่องเสมือนสัญญาอัจฉริยะต้องสนับสนุนชุดคําสั่งเฉพาะของการดําเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนและการดําเนินการเข้ารหัสที่ FHE ต้องการล่วงหน้า หากเครื่องเสมือนไม่สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้จําเป็นต้องเจาะลึกสถาปัตยกรรมหลักของเครื่องเสมือนสําหรับการปรับแต่งและการเปลี่ยนแปลงเพื่อปรับให้เข้ากับข้อกําหนดของอัลกอริทึม FHE จึงบรรลุการผสานรวมที่ราบรื่น

ในฐานะที่เป็นเครื่องเสมือนที่ได้รับการยอมรับและตรวจสอบอย่างกว้างขวางมาเป็นเวลานาน Ethereum Virtual Machine (EVM) จึงกลายเป็นตัวเลือกแรกสําหรับการนํา FHE ไปใช้โดยธรรมชาติ อย่างไรก็ตามมีผู้ปฏิบัติงานเพียงไม่กี่คนในสาขานี้ ในหมู่พวกเขาเราสังเกตเห็น TFHE โอเพ่นซอร์สจาก บริษัท Zama อีกครั้ง ในความเป็นจริง Zama ไม่เพียง แต่ให้บริการห้องสมุด TFHE พื้นฐานเท่านั้น แต่ยังเป็น บริษัท เทคโนโลยีที่มุ่งเน้นการใช้เทคโนโลยี FHE กับด้านปัญญาประดิษฐ์และบล็อกเชนได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์โอเพ่นซอร์สที่สําคัญสองรายการ: Concrete ML และ fhEVM Concrete ML มุ่งเน้นไปที่การคํานวณความเป็นส่วนตัวในการเรียนรู้ของเครื่อง ผ่าน Concrete ML นักวิทยาศาสตร์ข้อมูลและผู้ปฏิบัติงาน ML สามารถฝึกอบรมและอนุมานโมเดลแมชชีนเลิร์นนิงเกี่ยวกับข้อมูลที่ละเอียดอ่อนภายใต้สมมติฐานของการปกป้องความเป็นส่วนตัว ผลิตภัณฑ์อื่น fhEVM คือ EVM แบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์ที่รองรับการคํานวณความเป็นส่วนตัวที่ใช้ใน Solidity fhEVM ช่วยให้นักพัฒนาใช้เทคโนโลยีการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์ในสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum เพื่อให้เกิดการปกป้องความเป็นส่วนตัวและการคํานวณที่ปลอดภัย

จากการอ่านเอกสาร fhEVM เราได้เรียนรู้ว่าคุณสมบัติหลักของ fhEVM คือ:

  • fhEVM: ในระดับไบต์โค้ดที่ไม่ใช่ EVM ในรูปแบบของฟังก์ชันฝังตัว ผ่านการรวมสถานะต่างๆ ของสัญญาที่คอมไพล์ไว้ล่วงหน้าของไลบรารี FHE แบบโอเพ่นซอร์สของ Zama จะให้การสนับสนุนการดําเนินงาน FHE นอกจากนี้ หน่วยความจํา EVM พิเศษและพื้นที่เก็บข้อมูลถูกสร้างขึ้นเป็นพิเศษสําหรับ FHE เพื่อจัดเก็บ อ่าน เขียน และตรวจสอบข้อความเข้ารหัส FHE
  • กลไกการถอดรหัสที่ออกแบบตามโปรโตคอลเกณฑ์แบบกระจาย: รองรับคีย์ FHE ส่วนกลางสําหรับข้อมูลที่เข้ารหัสแบบผสมระหว่างผู้ใช้หลายคนและหลายสัญญา และการจัดเก็บคีย์ที่เข้ารหัสบนเชน และกลไกการเข้ารหัสแบบอะซิงโครนัสสําหรับการแชร์คีย์ถอดรหัสระหว่างผู้ตรวจสอบหลายคนด้วยรูปแบบการประมวลผลที่ปลอดภัยตามเกณฑ์
  • ไลบรารีสัญญา Solidity ที่ลดเกณฑ์สําหรับนักพัฒนา: ออกแบบประเภทข้อมูลการเข้ารหัสของ FHE ประเภทการดําเนินการ การเรียกถอดรหัส และเอาต์พุตการเข้ารหัส ฯลฯ

fhEVM ของ Zama เป็นจุดเริ่มต้นที่มั่นคงสําหรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี FHE ในแอปพลิเคชันบล็อกเชน อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาว่า Zama มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาเทคโนโลยีเป็นหลักโซลูชันของมันจึงมีแนวโน้มที่จะอยู่ในระดับเทคนิคมากขึ้นและความคิดในการลงจอดทางวิศวกรรมและการใช้งานเชิงพาณิชย์นั้นค่อนข้างน้อย ดังนั้นในกระบวนการผลักดัน fhEVM ไปสู่การใช้งานจริงอาจพบกับความท้าทายที่ไม่คาดคิดต่างๆรวมถึง แต่ไม่ จํากัด เพียงเกณฑ์ทางเทคนิคและปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพ

การสร้างระบบนิเวศด้วย FHE-Rollups

fhEVM แบบสแตนด์อโลนไม่สามารถประกอบเป็นโครงการหรือระบบนิเวศที่สมบูรณ์ได้ด้วยตัวเอง มันเหมือนกับหนึ่งในลูกค้าที่หลากหลายภายในระบบนิเวศของ Ethereum ในการสร้างตัวเองเป็นโครงการอิสระ fhEVM ต้องพึ่งพาสถาปัตยกรรมระดับห่วงโซ่สาธารณะหรือใช้โซลูชัน Layer2/Layer3 ทิศทางการพัฒนาของห่วงโซ่สาธารณะ FHE จําเป็นต้องแก้ไขวิธีลดความซ้ําซ้อนและการสิ้นเปลืองทรัพยากรการประมวลผล FHE ระหว่างโหนดตัวตรวจสอบแบบกระจายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในทางกลับกันโซลูชัน Layer2 / Layer3 ซึ่งมีอยู่โดยเนื้อแท้เป็นเลเยอร์การดําเนินการของห่วงโซ่สาธารณะสามารถจัดสรรงานคอมพิวเตอร์ให้กับโหนดสองสามโหนดซึ่งช่วยลดลําดับความสําคัญของค่าใช้จ่ายในการคํานวณได้อย่างมาก ดังนั้น ในฐานะผู้บุกเบิก Fhenix จึงกําลังสํารวจการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยี fhEVM และ Rollup อย่างแข็งขัน โดยเสนอการสร้างโซลูชัน Layer2 ประเภท FHE-Rollups ขั้นสูง

เมื่อพิจารณาถึงเทคโนโลยี ZK Rollups ที่เกี่ยวข้องกับกลไก ZKP ที่ซับซ้อน และต้องใช้ทรัพยากรการประมวลผลจํานวนมากเพื่อสร้างหลักฐานที่จําเป็นสําหรับการตรวจสอบ รวมกับลักษณะของ FHE เต็มรูปแบบ การใช้โซลูชัน FHE-Rollups โดยตรงตาม ZK Rollups จะเผชิญกับความท้าทายมากมาย ดังนั้นในขั้นตอนปัจจุบันเมื่อเทียบกับ ZK Rollups การนําโซลูชัน Optimistic Rollups มาใช้เป็นตัวเลือกเทคโนโลยีของ Fhenix จะใช้งานได้จริงและมีประสิทธิภาพมากกว่า

สแต็กเทคโนโลยีของ Fhenix ส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักหลายประการ: ตัวแปรของ Arbitrum Nitro's fraud prover ที่สามารถดําเนินการพิสูจน์การฉ้อโกงใน WebAssembly ดังนั้นตรรกะ FHE จึงสามารถรวบรวมลงใน WebAssembly เพื่อการทํางานที่ปลอดภัย ไลบรารีหลัก fheOS มีฟังก์ชันทั้งหมดที่จําเป็นในการรวมตรรกะ FHE เข้ากับสัญญาอัจฉริยะ Threshold Service Network (TSN) เป็นอีกองค์ประกอบที่สําคัญ โดยโฮสต์คีย์เครือข่ายที่แชร์อย่างลับๆ โดยใช้เทคโนโลยีการแบ่งปันความลับของอัลกอริธึมเฉพาะเพื่อแบ่งออกเป็นหลายส่วนเพื่อความปลอดภัย และมีหน้าที่ถอดรหัสข้อมูลเมื่อจําเป็น

จากกองเทคโนโลยีข้างต้น Fhenix ได้เปิดตัวเวอร์ชันสาธารณะรุ่นแรก Fhenix Frontier แม้ว่านี่จะเป็นเวอร์ชันแรกที่มีข้อจํากัดและคุณสมบัติที่ขาดหายไปมากมาย แต่ก็ได้จัดเตรียมคู่มือการใช้งานที่ครอบคลุมสําหรับไลบรารีโค้ดสัญญาอัจฉริยะ, Solidity API, นักพัฒนาและฝ่ายโครงการระบบนิเวศที่สนใจในเรื่องนี้สามารถอ้างถึงเอกสารอย่างเป็นทางการสําหรับการสํารวจ

ตัวประมวลผลร่วม FHE ที่ไม่เชื่อเรื่องพระเจ้าแบบเชน

Fhenix สร้างขึ้นจาก FHE-Rollups ได้แนะนําโมดูล Relay อย่างชาญฉลาด โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มขีดความสามารถให้กับเครือข่ายสาธารณะ เครือข่าย L2 และ L3 ต่างๆ ทําให้สามารถเชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ร่วม FHE และใช้ฟังก์ชัน FHE ซึ่งหมายความว่าแม้ว่า Host Chain ดั้งเดิมจะไม่รองรับ FHE แต่ตอนนี้ก็สามารถได้รับประโยชน์ทางอ้อมจากคุณสมบัติอันทรงพลังของ FHE อย่างไรก็ตาม เนื่องจากระยะเวลาท้าทายการพิสูจน์ของ FHE-Rollups มักใช้เวลา 7 วัน จึงค่อนข้างจํากัดการใช้งาน FHE ในวงกว้าง เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ Fhenix ได้ร่วมมือกับ EigenLayer โดยใช้กลไก Restaking ของ EigenLayer เพื่อมอบช่องทางที่รวดเร็วและสะดวกยิ่งขึ้นสําหรับบริการของโปรเซสเซอร์ร่วม FHE ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นของโปรเซสเซอร์ร่วม FHE ทั้งหมดได้อย่างมาก

ขั้นตอนการใช้งานของโปรเซสเซอร์ร่วม FHE นั้นง่ายและชัดเจน:

  1. สัญญาแอปพลิเคชันเรียกตัวประมวลผลร่วม FHE บน Host Chain เพื่อดําเนินการคํานวณที่เข้ารหัส
  2. สัญญารีเลย์จัดคิวคําขอ
  3. โหนดรีเลย์จะตรวจสอบสัญญารีเลย์และโอนสายไปยัง Fhenix Rollup โดยเฉพาะ
  4. FHE Rollup ดําเนินการคํานวณ FHE
  5. เครือข่ายเกณฑ์ถอดรหัสเอาต์พุต
  6. โหนดรีเลย์ส่งคืนผลลัพธ์และหลักฐานในแง่ดีต่อสัญญา
  7. สัญญาจะตรวจสอบหลักฐานในแง่ดีและส่งผลลัพธ์ไปยังผู้โทร
  8. สัญญาการสมัครยังคงดําเนินการตามสัญญาร่วมกับผลการโทร

คู่มือการเข้าร่วม Fhenix

หากคุณเป็นนักพัฒนาคุณสามารถเจาะลึกเอกสารของ Fhenix และพัฒนาแอปพลิเคชันที่ใช้ FHE ของคุณเองตามเอกสารเหล่านี้สํารวจศักยภาพในการใช้งานจริง

หากคุณเป็นผู้ใช้ ทําไมไม่ลองสัมผัสกับ dApps ที่จัดทําโดย FHE-Rollups ของ Fhenix รู้สึกถึงความปลอดภัยของข้อมูลและการปกป้องความเป็นส่วนตัวที่ FHE นํามา

หากคุณเป็นนักวิจัยเราขอแนะนําให้คุณอ่านเอกสารของ Fhenix อย่างละเอียดทําความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับหลักการของ FHE รายละเอียดทางเทคนิคและโอกาสในการใช้งานเพื่อให้มีส่วนร่วมที่มีคุณค่ามากขึ้นในสาขาการวิจัยของคุณ

FHE สถานการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด

เทคโนโลยี FHE ได้แสดงให้เห็นถึงโอกาสในการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านเกมทั้งเชน DeFi และ AI เราเชื่อมั่นว่ามีศักยภาพในการพัฒนาที่ยอดเยี่ยมและพื้นที่การใช้งานที่กว้างขวางในสาขาเหล่านี้:

  • เกมทั้งเชนที่ได้รับการคุ้มครองความเป็นส่วนตัว: เทคโนโลยี FHE ให้การรับประกันการเข้ารหัสที่แข็งแกร่งสําหรับธุรกรรมทางการเงินและการดําเนินการของผู้เล่นในระบบเศรษฐกิจของเกมป้องกันพฤติกรรมการจัดการแบบเรียลไทม์ได้อย่างมีประสิทธิภาพทําให้มั่นใจได้ถึงความยุติธรรมและความยุติธรรมของเกม ในเวลาเดียวกัน FHE สามารถปกปิดกิจกรรมของผู้เล่นได้อย่างมากลดความเสี่ยงของสินทรัพย์ทางการเงินและการรั่วไหลของข้อมูลส่วนบุคคลของผู้เล่นดังนั้นจึงปกป้องความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยของผู้เล่นอย่างเต็มที่
  • DeFi/MEV: ด้วยการพัฒนากิจกรรม DeFi ที่เฟื่องฟู การดําเนินการ DeFi จํานวนมากได้กลายเป็นเป้าหมายของการโจมตี MEV ในป่ามืด เพื่อแก้ปัญหานี้ FHE สามารถปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนใน DeFi ที่ไม่ต้องการเปิดเผยได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ปริมาณตําแหน่ง สายการชําระบัญชี ความคลาดเคลื่อนของธุรกรรม ฯลฯ ในขณะเดียวกันก็รับประกันการประมวลผลการคํานวณตรรกะทางธุรกิจ เมื่อใช้ FHE สภาวะสุขภาพของ On-chain DeFi จะดีขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะช่วยลดความถี่ของพฤติกรรม MEV ที่ไม่พึงประสงค์ได้อย่างมาก
  • AI: การฝึกอบรมโมเดล AI อาศัยชุดข้อมูล เมื่อเกี่ยวข้องกับการใช้ข้อมูลส่วนบุคคลสําหรับการฝึกอบรมการรับรองความปลอดภัยของข้อมูลที่ละเอียดอ่อนส่วนบุคคลจะกลายเป็นข้อกําหนดเบื้องต้นหลัก ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยี FHE จึงกลายเป็นโซลูชันในอุดมคติสําหรับการฝึกอบรมข้อมูลความเป็นส่วนตัวแต่ละรายการในโมเดล AI ช่วยให้ AI ประมวลผลข้อมูลที่เข้ารหัส จึงเสร็จสิ้นกระบวนการฝึกอบรมโดยไม่เปิดเผยข้อมูลที่ละเอียดอ่อนส่วนบุคคล

การยอมรับชุมชนของ FHE

การพัฒนาเทคโนโลยีไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ไม่ยอมใครง่ายๆเพียงอย่างเดียว เพื่อให้บรรลุวุฒิภาวะและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องจําเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากการวิจัยและพัฒนาทางวิชาการที่สอดคล้องกันและการสร้างกองกําลังชุมชนอย่างแข็งขัน ในเรื่องนี้ FHE ถือเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ในด้านการเข้ารหัส และศักยภาพและคุณค่าของมันได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ในปี 2020 Vitalik Buterin ยกย่องและสนับสนุนเทคโนโลยี FHE อย่างสูงในบทความของเขา "Exploring Fully Homomorphic Encryption" เมื่อเร็ว ๆ นี้เขาได้แสดงการสนับสนุนอีกครั้งบนโซเชียลมีเดียตอกย้ําจุดยืนของเขาและเรียกร้องให้มีทรัพยากรและกองกําลังเพิ่มเติมสําหรับการพัฒนาเทคโนโลยี FHE โครงการใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่การวิจัยที่ไม่แสวงหาผลกําไรและองค์กรการศึกษาและกองทุนตลาดที่อัดฉีดอย่างต่อเนื่องดูเหมือนจะเป็นการประกาศโหมโรงสู่การระเบิดทางเทคโนโลยี

ระบบนิเวศ FHE ในช่วงต้นที่มีศักยภาพ

ในขั้นตอนการพัฒนาเริ่มต้นของระบบนิเวศ FHE นอกเหนือจาก บริษัท ผู้ให้บริการด้านเทคนิคขั้นพื้นฐานหลัก Zama และโครงการ Fhenix คุณภาพสูงที่คาดหวังไว้สูงแล้วยังมีโครงการที่โดดเด่นไม่แพ้กันซึ่งควรค่าแก่การทําความเข้าใจและให้ความสนใจในเชิงลึกของเรา:

  • ครีมกันแดด: ผ่านคอมไพเลอร์ FHE ที่พัฒนาขึ้นเอง รองรับภาษาโปรแกรมแบบดั้งเดิมสําหรับการแปลง FHE ออกแบบที่เก็บข้อมูลแบบกระจายอํานาจที่สอดคล้องกันสําหรับข้อความเข้ารหัส FHE และสุดท้ายส่งออกคุณสมบัติ FHE ในรูปแบบของ SDK สําหรับแอปพลิเคชัน Web3
  • Mind Network: เมื่อรวมกับกลไก Restaking ของ EigenLayer จะเป็นเครือข่าย FHE เฉพาะสําหรับการขยายความปลอดภัยของเครือข่าย AI และ DePIN
  • PADO Labs: เปิดตัว zkFHE ที่รวม ZKP และ FHE และสร้างเครือข่ายการประมวลผลแบบกระจายอํานาจ
  • Arcium: เดิมชื่อ Elusiv โปรโตคอลความเป็นส่วนตัวของ Solana เพิ่งเปลี่ยนเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เป็นความลับแบบขนานซึ่งรวมถึง FHE
  • เครือข่าย Inco: ขึ้นอยู่กับ fhEVM ของ Zama โดยมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนและประสิทธิภาพของการประมวลผล FHE จากนั้นจึงพัฒนาระบบนิเวศที่สมบูรณ์สําหรับ Layer1
  • รักษา: สร้างขึ้นร่วมกันโดยทีม Shiba และ Zama มุ่งมั่นที่จะขยาย FHE Layer3 ของระบบนิเวศ Shiba
  • Octra: เครือข่าย FHE ที่รองรับสภาพแวดล้อมการดําเนินการแยก พัฒนาขึ้นจาก OCaml, AST, ReasonML และ C++
  • BasedAI: เครือข่ายแบบกระจายที่รองรับการแนะนําฟังก์ชัน FHE สําหรับรุ่น LLM
  • เข้ารหัส: เดิมชื่อ BananaHQ ซึ่งปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็น Rize Labs กําลังมุ่งเน้นไปที่ FHEML รอบ FHE
  • Privasea: เครือข่าย FHE ที่สร้างขึ้นโดยทีมงานหลักของ NuLink โดยใช้เฟรมเวิร์ก Concrete ML ของ Zama โดยมีเป้าหมายเพื่อใช้การปกป้องความเป็นส่วนตัวของข้อมูลในกระบวนการอนุมาน ML ของฟิลด์ AI

สําหรับสถาบันวิจัยและการศึกษาที่ไม่แสวงหาผลกําไร เราขอแนะนํา FHE.org และ FHE Onchain ซึ่งจัดหาทรัพยากรอันมีค่าสําหรับการวิจัยทางวิชาการและการเผยแพร่การศึกษาของระบบนิเวศทั้งหมด

เนื่องจากข้อจํากัดด้านพื้นที่ เราจึงไม่สามารถแสดงรายการโครงการที่ยอดเยี่ยมทั้งหมดในระบบนิเวศ FHE ได้ อย่างไรก็ตาม โปรดเชื่อว่าระบบนิเวศนี้มีศักยภาพและโอกาสที่ไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งควรค่าแก่การสํารวจและค้นพบอย่างต่อเนื่องของเรา

บทสรุป

เรามองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับโอกาสของเทคโนโลยี FHE (Fully Homomorphic Encryption) และมีความคาดหวังสูงสําหรับโครงการ Fhenix เมื่อ Fhenix mainnet เปิดตัวและเผยแพร่เราคาดว่าแอปพลิเคชันในโดเมนต่างๆจะได้รับการปรับปรุงเนื่องจากเทคโนโลยี FHE เราเชื่อมั่นว่าอนาคตที่สร้างสรรค์และมีชีวิตชีวานี้อยู่ใกล้แค่เอื้อม

อ้าง อิง

https://zama.ai/

https://github.com/microsoft/SEAL

https://www.fhenix.io/

https://mindnetwork.xyz/

https://www.inco.org/

https://x.com/treatsforShib

https://docs.octra.org/

https://x.com/encifherio

https://www.getbased.ai/

https://www.privasea.ai/

https://x.com/fhe_org

https://x.com/FHEOnchain

https://vitalik.eth.limo/general/2020/07/20/homomorphic.html

https://x.com/MessariCrypto/status/1720134959875457352

https://foresightnews.pro/article/detail/59947

ถ้อยแถลง:

  1. บทความนี้ทําซ้ําจาก [ArkStream Capital] ชื่อเดิม "ArkStream Capital: Why we invest in FHE track" ลิขสิทธิ์เป็นของผู้แต่งต้นฉบับ [Ris] หากคุณมีข้อโต้แย้งใด ๆ ต่อการพิมพ์ซ้ํา โปรดติดต่อ ทีม Gate Learn ทีมงานจะจัดการโดยเร็วที่สุดตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง

  2. ข้อจํากัดความรับผิดชอบ: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นมุมมองส่วนตัวของผู้เขียนเท่านั้นและไม่ถือเป็นคําแนะนําในการลงทุนใดๆ

  3. บทความเวอร์ชันภาษาอื่น ๆ ได้รับการแปลโดยทีม Gate Learn ซึ่งไม่ได้กล่าวถึงใน Gate.io บทความที่แปลแล้วไม่สามารถทําซ้ําแจกจ่ายหรือลอกเลียนแบบได้

สํารวจแทร็ก FHE

กลางJun 03, 2024
FHE (Fully Homomorphic Encryption) ช่วยให้บุคคลที่สามสามารถทําการคํานวณและดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสได้ไม่จํากัดโดยไม่ต้องถอดรหัส จึงบรรลุการคํานวณความเป็นส่วนตัวแบบ on-chain ที่รวมกันได้ ArkStream Capital ได้เขียนบทความแนะนําแนวคิดสถานการณ์การใช้งานและระบบนิเวศของ FHE รวมถึงโซลูชัน FHE-Rollup ประเภท Layer2 ที่ Fhenix กําลังสร้าง
สํารวจแทร็ก FHE

แนะ นำ

ในอดีตการเข้ารหัสมีบทบาทสําคัญในความก้าวหน้าของอารยธรรมมนุษย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขอบเขตของความปลอดภัยของข้อมูลและการปกป้องความเป็นส่วนตัว ไม่เพียงแต่ให้การป้องกันที่แข็งแกร่งสําหรับการส่งและจัดเก็บข้อมูลในด้านต่างๆ เท่านั้น แต่ระบบการเข้ารหัสแบบอสมมาตรด้วยคีย์สาธารณะและคีย์ส่วนตัว พร้อมด้วยฟังก์ชันแฮช ถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างสร้างสรรค์โดย Satoshi Nakamoto ในปี 2008 สิ่งนี้นําไปสู่การออกแบบกลไกการพิสูจน์การทํางานที่แก้ปัญหาการใช้จ่ายซ้ําซ้อน ซึ่งจะช่วยกระตุ้นการเกิดของ Bitcoin ซึ่งเป็นสกุลเงินดิจิทัลที่ปฏิวัติวงการ และนําเข้าสู่ยุคใหม่สําหรับอุตสาหกรรมบล็อกเชน

ในขณะที่อุตสาหกรรมบล็อกเชนยังคงพัฒนาและพัฒนาอย่างรวดเร็วชุดเทคโนโลยีการเข้ารหัสที่ทันสมัยได้เกิดขึ้นโดยมี Zero-Knowledge Proofs (ZKP), Multi-Party Computation (MPC) และ Fully Homomorphic Encryption (FHE) ที่โดดเด่นที่สุด เทคโนโลยีเหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การรวม ZKP เข้ากับโซลูชัน Rollup เพื่อแก้ไขปัญหา "ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกสามเหลี่ยม" ของบล็อกเชน และส่งเสริมการนําอินเทอร์เฟซผู้ใช้มาใช้จํานวนมากโดยการรวม MPC เข้ากับระบบคีย์สาธารณะและส่วนตัว สําหรับ FHE ซึ่งถือได้ว่าเป็นหนึ่งในจอกศักดิ์สิทธิ์ของการเข้ารหัสคุณลักษณะเฉพาะของมันช่วยให้บุคคลที่สามสามารถดําเนินการและคํานวณข้อมูลที่เข้ารหัสได้ตามจํานวนโดยพลการโดยไม่ต้องถอดรหัสดังนั้นจึงเปิดใช้งานการคํานวณความเป็นส่วนตัวบนเครือข่ายที่ประกอบได้และนําความเป็นไปได้ใหม่ ๆ มาสู่หลายฟิลด์และสถานการณ์

ภาพรวมโดยย่อของ FHE

เมื่อเราอ้างถึง FHE (Fully Homomorphic Encryption) สิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจก่อนว่าชื่อนี้หมายถึงอะไร HE ย่อมาจาก Homomorphic Encryption ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีคุณสมบัติหลักคือความสามารถในการคํานวณและดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัส ซึ่งการดําเนินการเหล่านี้สามารถแมปโดยตรงกับข้อความธรรมดา "F" ใน FHE หมายความว่าคุณลักษณะโฮโมมอร์ฟิกนี้ถูกยกระดับไปอีกขั้นทําให้สามารถคํานวณและดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสได้ไม่จํากัด

เพื่อช่วยให้เข้าใจ เราเลือกฟังก์ชันเชิงเส้นที่ง่ายที่สุดเป็นอัลกอริธึมการเข้ารหัส และอธิบายโฮโมมอร์ฟิซึมแบบเติมแต่งและโฮโมมอร์ฟิซึมแบบทวีคูณด้วยการดําเนินการเพียงครั้งเดียว แน่นอนว่า FHE จริงใช้ชุดของอัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น และอัลกอริธึมเหล่านี้ต้องการทรัพยากรการคํานวณจํานวนมาก (CPU และหน่วยความจํา)

แม้ว่าหลักการทางคณิตศาสตร์ของ FHE จะลึกซึ้งและซับซ้อน แต่เราจะไม่เจาะลึกที่นี่ เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าในด้านการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิก นอกเหนือจาก FHE แล้ว ยังมีการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกบางส่วนและการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอีกด้วย ความแตกต่างหลักของพวกเขาอยู่ในประเภทของการดําเนินการที่พวกเขาสนับสนุนและจํานวนการดําเนินการที่อนุญาต แต่พวกเขาเปิดใช้งานการคํานวณและการดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสในทํานองเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เนื้อหากระชับ เราจะไม่พูดถึงสิ่งเหล่านี้ในเชิงลึกที่นี่

ในอุตสาหกรรม FHE แม้ว่าบริษัทที่มีชื่อเสียงหลายแห่งจะมีส่วนร่วมในการวิจัยและพัฒนา แต่ Microsoft และ Zama ก็โดดเด่นด้วยผลิตภัณฑ์โอเพ่นซอร์สที่ยอดเยี่ยม (ไลบรารีโค้ด) โดยเน้นย้ําถึงการใช้งานและอิทธิพลที่เหนือชั้น พวกเขาให้นักพัฒนามีการใช้งาน FHE ที่เสถียรและมีประสิทธิภาพส่งเสริมการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี FHE อย่างกว้างขวาง

ตราประทับของ Microsoft: ไลบรารี FHE ที่สร้างขึ้นอย่างพิถีพิถันโดย Microsoft Research ไม่เพียงแต่รองรับการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบเท่านั้น SEAL มีอินเทอร์เฟซ C++ ที่มีประสิทธิภาพ และด้วยการผสานรวมอัลกอริธึมและเทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพจํานวนมาก จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของการคํานวณได้อย่างมาก

TFHE ของ Zama: ไลบรารีโอเพ่นซอร์สที่เน้นการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบประสิทธิภาพสูง TFHE ให้บริการผ่านอินเทอร์เฟซภาษา C และใช้ชุดเทคนิคและอัลกอริธึมการเพิ่มประสิทธิภาพขั้นสูง โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ความเร็วในการคํานวณที่เร็วขึ้นและลดการใช้ทรัพยากร

ตามแนวคิดที่ง่ายที่สุดกระบวนการดําเนินการของประสบการณ์ FHE มีดังนี้:

  • สร้างคีย์: ใช้ไลบรารี/เฟรมเวิร์ก FHE เพื่อสร้างคีย์สาธารณะและคีย์ส่วนตัวคู่หนึ่ง
  • เข้ารหัสข้อมูล: ใช้คีย์สาธารณะเพื่อเข้ารหัสข้อมูลที่ต้องประมวลผลโดยการคํานวณ FHE
  • ทําการคํานวณแบบโฮโมมอร์ฟิก: ใช้ฟังก์ชันการคํานวณแบบโฮโมมอร์ฟิกที่ไลบรารี FHE จัดเตรียมไว้เพื่อดําเนินการคํานวณต่างๆ กับข้อมูลที่เข้ารหัส เช่น การบวก การคูณ ฯลฯ
  • ถอดรหัสผลลัพธ์: เมื่อจําเป็นต้องดูผลการคํานวณผู้ใช้ที่ถูกต้องจะใช้คีย์ส่วนตัวเพื่อถอดรหัสผลการคํานวณ

ในทางปฏิบัติของ Fully Homomorphic Encryption (FHE) กลยุทธ์การจัดการของคีย์ถอดรหัส (การสร้าง การหมุนเวียน และการใช้งาน ฯลฯ) เป็นสิ่งสําคัญ เนื่องจากผลลัพธ์ของการคํานวณและการดําเนินการกับข้อมูลที่เข้ารหัสจําเป็นต้องได้รับการถอดรหัสเพื่อใช้ในบางช่วงเวลาและในบางสถานการณ์คีย์ถอดรหัสจึงกลายเป็นแกนหลักเพื่อความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของข้อมูลต้นฉบับและข้อมูลที่ประมวลผล แผนการจัดการสําหรับคีย์ถอดรหัสนั้นคล้ายกับการจัดการคีย์แบบดั้งเดิมในหลาย ๆ ด้าน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะที่แตกต่างของ FHE จึงสามารถออกแบบกลยุทธ์ที่เข้มงวดและมีรายละเอียดมากขึ้นได้

สําหรับบล็อกเชน เนื่องจากลักษณะของการกระจายอํานาจ ความโปร่งใส และความไม่เปลี่ยนรูป การแนะนํา Threshold Multi-Party Computation (TMPC) จึงเป็นทางเลือกที่ทรงพลัง โครงร่างนี้ช่วยให้ผู้เข้าร่วมหลายคนสามารถจัดการและควบคุมคีย์ถอดรหัสร่วมกันได้ และข้อมูลสามารถถอดรหัสได้สําเร็จเมื่อถึงหมายเลขเกณฑ์ที่กําหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น จํานวนผู้เข้าร่วม) เท่านั้น สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มความปลอดภัยของการจัดการคีย์ แต่ยังช่วยลดความเสี่ยงของโหนดเดียวที่ถูกบุกรุก ให้การรับประกันที่แข็งแกร่งสําหรับการประยุกต์ใช้ FHE ในสภาพแวดล้อมบล็อกเชน

วางรากฐานด้วย fhEVM

จากมุมมองของการบุกรุกน้อยที่สุดวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการใช้การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบ (FHE) บนบล็อกเชนคือการห่อหุ้มเป็นไลบรารีรหัสสัญญาอัจฉริยะทั่วไปเพื่อให้แน่ใจว่ามีน้ําหนักเบาและยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม ข้อกําหนดเบื้องต้นสําหรับแนวทางนี้คือเครื่องเสมือนสัญญาอัจฉริยะต้องสนับสนุนชุดคําสั่งเฉพาะของการดําเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนและการดําเนินการเข้ารหัสที่ FHE ต้องการล่วงหน้า หากเครื่องเสมือนไม่สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้จําเป็นต้องเจาะลึกสถาปัตยกรรมหลักของเครื่องเสมือนสําหรับการปรับแต่งและการเปลี่ยนแปลงเพื่อปรับให้เข้ากับข้อกําหนดของอัลกอริทึม FHE จึงบรรลุการผสานรวมที่ราบรื่น

ในฐานะที่เป็นเครื่องเสมือนที่ได้รับการยอมรับและตรวจสอบอย่างกว้างขวางมาเป็นเวลานาน Ethereum Virtual Machine (EVM) จึงกลายเป็นตัวเลือกแรกสําหรับการนํา FHE ไปใช้โดยธรรมชาติ อย่างไรก็ตามมีผู้ปฏิบัติงานเพียงไม่กี่คนในสาขานี้ ในหมู่พวกเขาเราสังเกตเห็น TFHE โอเพ่นซอร์สจาก บริษัท Zama อีกครั้ง ในความเป็นจริง Zama ไม่เพียง แต่ให้บริการห้องสมุด TFHE พื้นฐานเท่านั้น แต่ยังเป็น บริษัท เทคโนโลยีที่มุ่งเน้นการใช้เทคโนโลยี FHE กับด้านปัญญาประดิษฐ์และบล็อกเชนได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์โอเพ่นซอร์สที่สําคัญสองรายการ: Concrete ML และ fhEVM Concrete ML มุ่งเน้นไปที่การคํานวณความเป็นส่วนตัวในการเรียนรู้ของเครื่อง ผ่าน Concrete ML นักวิทยาศาสตร์ข้อมูลและผู้ปฏิบัติงาน ML สามารถฝึกอบรมและอนุมานโมเดลแมชชีนเลิร์นนิงเกี่ยวกับข้อมูลที่ละเอียดอ่อนภายใต้สมมติฐานของการปกป้องความเป็นส่วนตัว ผลิตภัณฑ์อื่น fhEVM คือ EVM แบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์ที่รองรับการคํานวณความเป็นส่วนตัวที่ใช้ใน Solidity fhEVM ช่วยให้นักพัฒนาใช้เทคโนโลยีการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์ในสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum เพื่อให้เกิดการปกป้องความเป็นส่วนตัวและการคํานวณที่ปลอดภัย

จากการอ่านเอกสาร fhEVM เราได้เรียนรู้ว่าคุณสมบัติหลักของ fhEVM คือ:

  • fhEVM: ในระดับไบต์โค้ดที่ไม่ใช่ EVM ในรูปแบบของฟังก์ชันฝังตัว ผ่านการรวมสถานะต่างๆ ของสัญญาที่คอมไพล์ไว้ล่วงหน้าของไลบรารี FHE แบบโอเพ่นซอร์สของ Zama จะให้การสนับสนุนการดําเนินงาน FHE นอกจากนี้ หน่วยความจํา EVM พิเศษและพื้นที่เก็บข้อมูลถูกสร้างขึ้นเป็นพิเศษสําหรับ FHE เพื่อจัดเก็บ อ่าน เขียน และตรวจสอบข้อความเข้ารหัส FHE
  • กลไกการถอดรหัสที่ออกแบบตามโปรโตคอลเกณฑ์แบบกระจาย: รองรับคีย์ FHE ส่วนกลางสําหรับข้อมูลที่เข้ารหัสแบบผสมระหว่างผู้ใช้หลายคนและหลายสัญญา และการจัดเก็บคีย์ที่เข้ารหัสบนเชน และกลไกการเข้ารหัสแบบอะซิงโครนัสสําหรับการแชร์คีย์ถอดรหัสระหว่างผู้ตรวจสอบหลายคนด้วยรูปแบบการประมวลผลที่ปลอดภัยตามเกณฑ์
  • ไลบรารีสัญญา Solidity ที่ลดเกณฑ์สําหรับนักพัฒนา: ออกแบบประเภทข้อมูลการเข้ารหัสของ FHE ประเภทการดําเนินการ การเรียกถอดรหัส และเอาต์พุตการเข้ารหัส ฯลฯ

fhEVM ของ Zama เป็นจุดเริ่มต้นที่มั่นคงสําหรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี FHE ในแอปพลิเคชันบล็อกเชน อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาว่า Zama มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาเทคโนโลยีเป็นหลักโซลูชันของมันจึงมีแนวโน้มที่จะอยู่ในระดับเทคนิคมากขึ้นและความคิดในการลงจอดทางวิศวกรรมและการใช้งานเชิงพาณิชย์นั้นค่อนข้างน้อย ดังนั้นในกระบวนการผลักดัน fhEVM ไปสู่การใช้งานจริงอาจพบกับความท้าทายที่ไม่คาดคิดต่างๆรวมถึง แต่ไม่ จํากัด เพียงเกณฑ์ทางเทคนิคและปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพ

การสร้างระบบนิเวศด้วย FHE-Rollups

fhEVM แบบสแตนด์อโลนไม่สามารถประกอบเป็นโครงการหรือระบบนิเวศที่สมบูรณ์ได้ด้วยตัวเอง มันเหมือนกับหนึ่งในลูกค้าที่หลากหลายภายในระบบนิเวศของ Ethereum ในการสร้างตัวเองเป็นโครงการอิสระ fhEVM ต้องพึ่งพาสถาปัตยกรรมระดับห่วงโซ่สาธารณะหรือใช้โซลูชัน Layer2/Layer3 ทิศทางการพัฒนาของห่วงโซ่สาธารณะ FHE จําเป็นต้องแก้ไขวิธีลดความซ้ําซ้อนและการสิ้นเปลืองทรัพยากรการประมวลผล FHE ระหว่างโหนดตัวตรวจสอบแบบกระจายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในทางกลับกันโซลูชัน Layer2 / Layer3 ซึ่งมีอยู่โดยเนื้อแท้เป็นเลเยอร์การดําเนินการของห่วงโซ่สาธารณะสามารถจัดสรรงานคอมพิวเตอร์ให้กับโหนดสองสามโหนดซึ่งช่วยลดลําดับความสําคัญของค่าใช้จ่ายในการคํานวณได้อย่างมาก ดังนั้น ในฐานะผู้บุกเบิก Fhenix จึงกําลังสํารวจการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยี fhEVM และ Rollup อย่างแข็งขัน โดยเสนอการสร้างโซลูชัน Layer2 ประเภท FHE-Rollups ขั้นสูง

เมื่อพิจารณาถึงเทคโนโลยี ZK Rollups ที่เกี่ยวข้องกับกลไก ZKP ที่ซับซ้อน และต้องใช้ทรัพยากรการประมวลผลจํานวนมากเพื่อสร้างหลักฐานที่จําเป็นสําหรับการตรวจสอบ รวมกับลักษณะของ FHE เต็มรูปแบบ การใช้โซลูชัน FHE-Rollups โดยตรงตาม ZK Rollups จะเผชิญกับความท้าทายมากมาย ดังนั้นในขั้นตอนปัจจุบันเมื่อเทียบกับ ZK Rollups การนําโซลูชัน Optimistic Rollups มาใช้เป็นตัวเลือกเทคโนโลยีของ Fhenix จะใช้งานได้จริงและมีประสิทธิภาพมากกว่า

สแต็กเทคโนโลยีของ Fhenix ส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักหลายประการ: ตัวแปรของ Arbitrum Nitro's fraud prover ที่สามารถดําเนินการพิสูจน์การฉ้อโกงใน WebAssembly ดังนั้นตรรกะ FHE จึงสามารถรวบรวมลงใน WebAssembly เพื่อการทํางานที่ปลอดภัย ไลบรารีหลัก fheOS มีฟังก์ชันทั้งหมดที่จําเป็นในการรวมตรรกะ FHE เข้ากับสัญญาอัจฉริยะ Threshold Service Network (TSN) เป็นอีกองค์ประกอบที่สําคัญ โดยโฮสต์คีย์เครือข่ายที่แชร์อย่างลับๆ โดยใช้เทคโนโลยีการแบ่งปันความลับของอัลกอริธึมเฉพาะเพื่อแบ่งออกเป็นหลายส่วนเพื่อความปลอดภัย และมีหน้าที่ถอดรหัสข้อมูลเมื่อจําเป็น

จากกองเทคโนโลยีข้างต้น Fhenix ได้เปิดตัวเวอร์ชันสาธารณะรุ่นแรก Fhenix Frontier แม้ว่านี่จะเป็นเวอร์ชันแรกที่มีข้อจํากัดและคุณสมบัติที่ขาดหายไปมากมาย แต่ก็ได้จัดเตรียมคู่มือการใช้งานที่ครอบคลุมสําหรับไลบรารีโค้ดสัญญาอัจฉริยะ, Solidity API, นักพัฒนาและฝ่ายโครงการระบบนิเวศที่สนใจในเรื่องนี้สามารถอ้างถึงเอกสารอย่างเป็นทางการสําหรับการสํารวจ

ตัวประมวลผลร่วม FHE ที่ไม่เชื่อเรื่องพระเจ้าแบบเชน

Fhenix สร้างขึ้นจาก FHE-Rollups ได้แนะนําโมดูล Relay อย่างชาญฉลาด โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มขีดความสามารถให้กับเครือข่ายสาธารณะ เครือข่าย L2 และ L3 ต่างๆ ทําให้สามารถเชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ร่วม FHE และใช้ฟังก์ชัน FHE ซึ่งหมายความว่าแม้ว่า Host Chain ดั้งเดิมจะไม่รองรับ FHE แต่ตอนนี้ก็สามารถได้รับประโยชน์ทางอ้อมจากคุณสมบัติอันทรงพลังของ FHE อย่างไรก็ตาม เนื่องจากระยะเวลาท้าทายการพิสูจน์ของ FHE-Rollups มักใช้เวลา 7 วัน จึงค่อนข้างจํากัดการใช้งาน FHE ในวงกว้าง เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ Fhenix ได้ร่วมมือกับ EigenLayer โดยใช้กลไก Restaking ของ EigenLayer เพื่อมอบช่องทางที่รวดเร็วและสะดวกยิ่งขึ้นสําหรับบริการของโปรเซสเซอร์ร่วม FHE ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นของโปรเซสเซอร์ร่วม FHE ทั้งหมดได้อย่างมาก

ขั้นตอนการใช้งานของโปรเซสเซอร์ร่วม FHE นั้นง่ายและชัดเจน:

  1. สัญญาแอปพลิเคชันเรียกตัวประมวลผลร่วม FHE บน Host Chain เพื่อดําเนินการคํานวณที่เข้ารหัส
  2. สัญญารีเลย์จัดคิวคําขอ
  3. โหนดรีเลย์จะตรวจสอบสัญญารีเลย์และโอนสายไปยัง Fhenix Rollup โดยเฉพาะ
  4. FHE Rollup ดําเนินการคํานวณ FHE
  5. เครือข่ายเกณฑ์ถอดรหัสเอาต์พุต
  6. โหนดรีเลย์ส่งคืนผลลัพธ์และหลักฐานในแง่ดีต่อสัญญา
  7. สัญญาจะตรวจสอบหลักฐานในแง่ดีและส่งผลลัพธ์ไปยังผู้โทร
  8. สัญญาการสมัครยังคงดําเนินการตามสัญญาร่วมกับผลการโทร

คู่มือการเข้าร่วม Fhenix

หากคุณเป็นนักพัฒนาคุณสามารถเจาะลึกเอกสารของ Fhenix และพัฒนาแอปพลิเคชันที่ใช้ FHE ของคุณเองตามเอกสารเหล่านี้สํารวจศักยภาพในการใช้งานจริง

หากคุณเป็นผู้ใช้ ทําไมไม่ลองสัมผัสกับ dApps ที่จัดทําโดย FHE-Rollups ของ Fhenix รู้สึกถึงความปลอดภัยของข้อมูลและการปกป้องความเป็นส่วนตัวที่ FHE นํามา

หากคุณเป็นนักวิจัยเราขอแนะนําให้คุณอ่านเอกสารของ Fhenix อย่างละเอียดทําความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับหลักการของ FHE รายละเอียดทางเทคนิคและโอกาสในการใช้งานเพื่อให้มีส่วนร่วมที่มีคุณค่ามากขึ้นในสาขาการวิจัยของคุณ

FHE สถานการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด

เทคโนโลยี FHE ได้แสดงให้เห็นถึงโอกาสในการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านเกมทั้งเชน DeFi และ AI เราเชื่อมั่นว่ามีศักยภาพในการพัฒนาที่ยอดเยี่ยมและพื้นที่การใช้งานที่กว้างขวางในสาขาเหล่านี้:

  • เกมทั้งเชนที่ได้รับการคุ้มครองความเป็นส่วนตัว: เทคโนโลยี FHE ให้การรับประกันการเข้ารหัสที่แข็งแกร่งสําหรับธุรกรรมทางการเงินและการดําเนินการของผู้เล่นในระบบเศรษฐกิจของเกมป้องกันพฤติกรรมการจัดการแบบเรียลไทม์ได้อย่างมีประสิทธิภาพทําให้มั่นใจได้ถึงความยุติธรรมและความยุติธรรมของเกม ในเวลาเดียวกัน FHE สามารถปกปิดกิจกรรมของผู้เล่นได้อย่างมากลดความเสี่ยงของสินทรัพย์ทางการเงินและการรั่วไหลของข้อมูลส่วนบุคคลของผู้เล่นดังนั้นจึงปกป้องความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยของผู้เล่นอย่างเต็มที่
  • DeFi/MEV: ด้วยการพัฒนากิจกรรม DeFi ที่เฟื่องฟู การดําเนินการ DeFi จํานวนมากได้กลายเป็นเป้าหมายของการโจมตี MEV ในป่ามืด เพื่อแก้ปัญหานี้ FHE สามารถปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนใน DeFi ที่ไม่ต้องการเปิดเผยได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ปริมาณตําแหน่ง สายการชําระบัญชี ความคลาดเคลื่อนของธุรกรรม ฯลฯ ในขณะเดียวกันก็รับประกันการประมวลผลการคํานวณตรรกะทางธุรกิจ เมื่อใช้ FHE สภาวะสุขภาพของ On-chain DeFi จะดีขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะช่วยลดความถี่ของพฤติกรรม MEV ที่ไม่พึงประสงค์ได้อย่างมาก
  • AI: การฝึกอบรมโมเดล AI อาศัยชุดข้อมูล เมื่อเกี่ยวข้องกับการใช้ข้อมูลส่วนบุคคลสําหรับการฝึกอบรมการรับรองความปลอดภัยของข้อมูลที่ละเอียดอ่อนส่วนบุคคลจะกลายเป็นข้อกําหนดเบื้องต้นหลัก ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยี FHE จึงกลายเป็นโซลูชันในอุดมคติสําหรับการฝึกอบรมข้อมูลความเป็นส่วนตัวแต่ละรายการในโมเดล AI ช่วยให้ AI ประมวลผลข้อมูลที่เข้ารหัส จึงเสร็จสิ้นกระบวนการฝึกอบรมโดยไม่เปิดเผยข้อมูลที่ละเอียดอ่อนส่วนบุคคล

การยอมรับชุมชนของ FHE

การพัฒนาเทคโนโลยีไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ไม่ยอมใครง่ายๆเพียงอย่างเดียว เพื่อให้บรรลุวุฒิภาวะและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องจําเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากการวิจัยและพัฒนาทางวิชาการที่สอดคล้องกันและการสร้างกองกําลังชุมชนอย่างแข็งขัน ในเรื่องนี้ FHE ถือเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ในด้านการเข้ารหัส และศักยภาพและคุณค่าของมันได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ในปี 2020 Vitalik Buterin ยกย่องและสนับสนุนเทคโนโลยี FHE อย่างสูงในบทความของเขา "Exploring Fully Homomorphic Encryption" เมื่อเร็ว ๆ นี้เขาได้แสดงการสนับสนุนอีกครั้งบนโซเชียลมีเดียตอกย้ําจุดยืนของเขาและเรียกร้องให้มีทรัพยากรและกองกําลังเพิ่มเติมสําหรับการพัฒนาเทคโนโลยี FHE โครงการใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่การวิจัยที่ไม่แสวงหาผลกําไรและองค์กรการศึกษาและกองทุนตลาดที่อัดฉีดอย่างต่อเนื่องดูเหมือนจะเป็นการประกาศโหมโรงสู่การระเบิดทางเทคโนโลยี

ระบบนิเวศ FHE ในช่วงต้นที่มีศักยภาพ

ในขั้นตอนการพัฒนาเริ่มต้นของระบบนิเวศ FHE นอกเหนือจาก บริษัท ผู้ให้บริการด้านเทคนิคขั้นพื้นฐานหลัก Zama และโครงการ Fhenix คุณภาพสูงที่คาดหวังไว้สูงแล้วยังมีโครงการที่โดดเด่นไม่แพ้กันซึ่งควรค่าแก่การทําความเข้าใจและให้ความสนใจในเชิงลึกของเรา:

  • ครีมกันแดด: ผ่านคอมไพเลอร์ FHE ที่พัฒนาขึ้นเอง รองรับภาษาโปรแกรมแบบดั้งเดิมสําหรับการแปลง FHE ออกแบบที่เก็บข้อมูลแบบกระจายอํานาจที่สอดคล้องกันสําหรับข้อความเข้ารหัส FHE และสุดท้ายส่งออกคุณสมบัติ FHE ในรูปแบบของ SDK สําหรับแอปพลิเคชัน Web3
  • Mind Network: เมื่อรวมกับกลไก Restaking ของ EigenLayer จะเป็นเครือข่าย FHE เฉพาะสําหรับการขยายความปลอดภัยของเครือข่าย AI และ DePIN
  • PADO Labs: เปิดตัว zkFHE ที่รวม ZKP และ FHE และสร้างเครือข่ายการประมวลผลแบบกระจายอํานาจ
  • Arcium: เดิมชื่อ Elusiv โปรโตคอลความเป็นส่วนตัวของ Solana เพิ่งเปลี่ยนเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เป็นความลับแบบขนานซึ่งรวมถึง FHE
  • เครือข่าย Inco: ขึ้นอยู่กับ fhEVM ของ Zama โดยมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนและประสิทธิภาพของการประมวลผล FHE จากนั้นจึงพัฒนาระบบนิเวศที่สมบูรณ์สําหรับ Layer1
  • รักษา: สร้างขึ้นร่วมกันโดยทีม Shiba และ Zama มุ่งมั่นที่จะขยาย FHE Layer3 ของระบบนิเวศ Shiba
  • Octra: เครือข่าย FHE ที่รองรับสภาพแวดล้อมการดําเนินการแยก พัฒนาขึ้นจาก OCaml, AST, ReasonML และ C++
  • BasedAI: เครือข่ายแบบกระจายที่รองรับการแนะนําฟังก์ชัน FHE สําหรับรุ่น LLM
  • เข้ารหัส: เดิมชื่อ BananaHQ ซึ่งปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็น Rize Labs กําลังมุ่งเน้นไปที่ FHEML รอบ FHE
  • Privasea: เครือข่าย FHE ที่สร้างขึ้นโดยทีมงานหลักของ NuLink โดยใช้เฟรมเวิร์ก Concrete ML ของ Zama โดยมีเป้าหมายเพื่อใช้การปกป้องความเป็นส่วนตัวของข้อมูลในกระบวนการอนุมาน ML ของฟิลด์ AI

สําหรับสถาบันวิจัยและการศึกษาที่ไม่แสวงหาผลกําไร เราขอแนะนํา FHE.org และ FHE Onchain ซึ่งจัดหาทรัพยากรอันมีค่าสําหรับการวิจัยทางวิชาการและการเผยแพร่การศึกษาของระบบนิเวศทั้งหมด

เนื่องจากข้อจํากัดด้านพื้นที่ เราจึงไม่สามารถแสดงรายการโครงการที่ยอดเยี่ยมทั้งหมดในระบบนิเวศ FHE ได้ อย่างไรก็ตาม โปรดเชื่อว่าระบบนิเวศนี้มีศักยภาพและโอกาสที่ไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งควรค่าแก่การสํารวจและค้นพบอย่างต่อเนื่องของเรา

บทสรุป

เรามองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับโอกาสของเทคโนโลยี FHE (Fully Homomorphic Encryption) และมีความคาดหวังสูงสําหรับโครงการ Fhenix เมื่อ Fhenix mainnet เปิดตัวและเผยแพร่เราคาดว่าแอปพลิเคชันในโดเมนต่างๆจะได้รับการปรับปรุงเนื่องจากเทคโนโลยี FHE เราเชื่อมั่นว่าอนาคตที่สร้างสรรค์และมีชีวิตชีวานี้อยู่ใกล้แค่เอื้อม

อ้าง อิง

https://zama.ai/

https://github.com/microsoft/SEAL

https://www.fhenix.io/

https://mindnetwork.xyz/

https://www.inco.org/

https://x.com/treatsforShib

https://docs.octra.org/

https://x.com/encifherio

https://www.getbased.ai/

https://www.privasea.ai/

https://x.com/fhe_org

https://x.com/FHEOnchain

https://vitalik.eth.limo/general/2020/07/20/homomorphic.html

https://x.com/MessariCrypto/status/1720134959875457352

https://foresightnews.pro/article/detail/59947

ถ้อยแถลง:

  1. บทความนี้ทําซ้ําจาก [ArkStream Capital] ชื่อเดิม "ArkStream Capital: Why we invest in FHE track" ลิขสิทธิ์เป็นของผู้แต่งต้นฉบับ [Ris] หากคุณมีข้อโต้แย้งใด ๆ ต่อการพิมพ์ซ้ํา โปรดติดต่อ ทีม Gate Learn ทีมงานจะจัดการโดยเร็วที่สุดตามขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง

  2. ข้อจํากัดความรับผิดชอบ: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นมุมมองส่วนตัวของผู้เขียนเท่านั้นและไม่ถือเป็นคําแนะนําในการลงทุนใดๆ

  3. บทความเวอร์ชันภาษาอื่น ๆ ได้รับการแปลโดยทีม Gate Learn ซึ่งไม่ได้กล่าวถึงใน Gate.io บทความที่แปลแล้วไม่สามารถทําซ้ําแจกจ่ายหรือลอกเลียนแบบได้

เริ่มตอนนี้
สมัครและรับรางวัล
$100