Полностью гомоморфное шифрование: концепция и области применения
Шифрование обычно используется для защиты статических данных и безопасности данных в передаче. Статическое шифрование хранит данные в зашифрованном виде, доступ к расшифрованному тексту имеет только уполномоченное лицо. Шифрование передачи обеспечивает, что данные, передаваемые по сети, могут быть интерпретированы только назначенным получателем, и даже если они будут перехвачены, их невозможно расшифровать. Оба этих сценария полагаются на алгоритмы шифрования и также должны гарантировать целостность данных, чтобы предотвратить их подделку.
Для некоторых сценариев многопользовательского сотрудничества необходимо сложное обращение с зашифрованными данными, что связано с технологиями защиты конфиденциальности. Полностью гомоморфное шифрование ( FHE ) является одним из них. Например, в онлайн-голосовании избиратели шифруют результаты голосования и отправляют их посреднику, который затем сводит все зашифрованные данные и вычисляет окончательный результат, но не может увидеть отдельные голосования.
Традиционные схемы шифрования трудно реализовать эту цель, потому что статистикам необходимо расшифровать все данные, чтобы подсчитать голоса, что приведет к раскрытию личных результатов голосования. Аппаратные изоляционные стены, такие как TEE, могут обеспечить определенную защиту, но могут существовать уязвимости, которые приведут к утечке ключей.
FHE позволяет выполнять вычисления функций непосредственно над зашифрованными данными, не требуя расшифровки для получения зашифрованного результата, тем самым защищая конфиденциальность. FHE является компактной схемой шифрования, размер зашифрованного вывода и сложность расшифровки зависят только от исходного ввода и не зависят от процесса вычисления. FHE обычно рассматривается как альтернатива безопасным средам, таким как TEE, и его безопасность основана на криптографических алгоритмах, а не на аппаратном обеспечении.
Система FHE обычно содержит несколько типов ключей:
Ключ расшифровки: основной ключ, используемый для расшифровки FHE шифрованного текста, обычно хранится только обладателем.
Шифровальный ключ: используется для преобразования открытого текста в зашифрованный, в режиме открытого ключа является публичным.
Вычислительный ключ: используется для гомоморфных операций с зашифрованными данными, может быть общедоступным, но не может использоваться для расшифровки.
Существует несколько распространенных моделей применения FHE:
Модель аутсорсинга: передача вычислительных задач в облако, при этом защита конфиденциальности входных данных.
Модель вычислений для двух сторон: обе стороны вносят конфиденциальные данные для вычислений, но не раскрывают друг другу свою приватность.
Аггрегационный режим: агрегация данных от нескольких сторон, применяется в федеративном обучении, онлайн-голосовании и т.д.
Клиент-серверная модель: сервер предоставляет услуги вычисления частных AI-моделей для нескольких клиентов.
FHE может гарантировать правильность вычислений, вводя избыточность, цифровые подписи и другие методы проверки. Распределенное управление ключами шифрования предотвращает расшифровку промежуточных результатов. FHE включает частичное гомоморфное шифрование, иерархическое гомоморфное шифрование и полностью гомоморфное шифрование, при этом полностью гомоморфное шифрование является самым мощным, но требует регулярного выполнения дорогостоящих операций по самоинициализации для контроля шума.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
16 Лайков
Награда
16
6
Поделиться
комментарий
0/400
MysteryBoxBuster
· 20ч назад
Шифрование может также рассчитываться? Учился, но не смог.
Посмотреть ОригиналОтветить0
MEVEye
· 20ч назад
Сильно! Шифрование личной информации — это путь к успеху.
Полностью гомоморфное шифрование FHE: техника операций с шифротекстом для защиты конфиденциальности
Полностью гомоморфное шифрование: концепция и области применения
Шифрование обычно используется для защиты статических данных и безопасности данных в передаче. Статическое шифрование хранит данные в зашифрованном виде, доступ к расшифрованному тексту имеет только уполномоченное лицо. Шифрование передачи обеспечивает, что данные, передаваемые по сети, могут быть интерпретированы только назначенным получателем, и даже если они будут перехвачены, их невозможно расшифровать. Оба этих сценария полагаются на алгоритмы шифрования и также должны гарантировать целостность данных, чтобы предотвратить их подделку.
Для некоторых сценариев многопользовательского сотрудничества необходимо сложное обращение с зашифрованными данными, что связано с технологиями защиты конфиденциальности. Полностью гомоморфное шифрование ( FHE ) является одним из них. Например, в онлайн-голосовании избиратели шифруют результаты голосования и отправляют их посреднику, который затем сводит все зашифрованные данные и вычисляет окончательный результат, но не может увидеть отдельные голосования.
Традиционные схемы шифрования трудно реализовать эту цель, потому что статистикам необходимо расшифровать все данные, чтобы подсчитать голоса, что приведет к раскрытию личных результатов голосования. Аппаратные изоляционные стены, такие как TEE, могут обеспечить определенную защиту, но могут существовать уязвимости, которые приведут к утечке ключей.
FHE позволяет выполнять вычисления функций непосредственно над зашифрованными данными, не требуя расшифровки для получения зашифрованного результата, тем самым защищая конфиденциальность. FHE является компактной схемой шифрования, размер зашифрованного вывода и сложность расшифровки зависят только от исходного ввода и не зависят от процесса вычисления. FHE обычно рассматривается как альтернатива безопасным средам, таким как TEE, и его безопасность основана на криптографических алгоритмах, а не на аппаратном обеспечении.
Система FHE обычно содержит несколько типов ключей:
Существует несколько распространенных моделей применения FHE:
FHE может гарантировать правильность вычислений, вводя избыточность, цифровые подписи и другие методы проверки. Распределенное управление ключами шифрования предотвращает расшифровку промежуточных результатов. FHE включает частичное гомоморфное шифрование, иерархическое гомоморфное шифрование и полностью гомоморфное шифрование, при этом полностью гомоморфное шифрование является самым мощным, но требует регулярного выполнения дорогостоящих операций по самоинициализации для контроля шума.