FHE, ZK và MPC: So sánh ba công nghệ mã hóa tiên tiến

Trong thời đại mà an ninh dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư đang đối mặt với những thách thức lớn, công nghệ mã hóa đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Bài viết này sẽ so sánh chi tiết ba công nghệ mã hóa tiên tiến: mã hóa toàn phương (FHE), chứng minh không kiến thức (ZK) và tính toán an toàn đa bên (MPC).

Bằng chứng không kiến thức ( ZK ): Chứng minh mà không tiết lộ

Công nghệ chứng minh không biết (ZKP) nhằm giải quyết vấn đề làm thế nào để xác thực tính xác thực của thông tin mà không tiết lộ bất kỳ nội dung cụ thể nào. Thông qua ZK, một bên có thể chứng minh cho bên kia rằng họ biết một bí mật nào đó mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin nào về chính bí mật đó.

Ví dụ, Alice có thể chứng minh tín dụng tốt của mình cho nhân viên cho thuê xe Bob mà không cần phải trình bày các dòng tài khoản cụ thể. Trong ứng dụng blockchain, công nghệ ZK có thể được sử dụng để thực hiện giao dịch ẩn danh, chẳng hạn như quá trình chuyển tiền của một đồng tiền ẩn danh. Thợ mỏ có thể xác minh tính hợp pháp của giao dịch mà không biết danh tính của người chuyển tiền và đưa nó lên chuỗi.

Tính toán an toàn đa bên(MPC): Tính toán chung mà không để lộ

Công nghệ MPC chủ yếu được sử dụng để cho phép nhiều bên tham gia thực hiện tính toán hợp tác một cách an toàn mà không tiết lộ thông tin nhạy cảm. Nó cho phép nhiều bên cùng hoàn thành nhiệm vụ tính toán mà không cần bên nào tiết lộ dữ liệu đầu vào của mình.

Một trường hợp ứng dụng điển hình là tính toán mức lương trung bình của nhiều người mà không tiết lộ dữ liệu lương cụ thể của từng cá nhân. Trong lĩnh vực mã hóa, công nghệ MPC được sử dụng để phát triển các giải pháp ví an toàn hơn. Ví MPC được ra mắt bởi một số nền tảng giao dịch chia nhỏ khóa riêng thành nhiều phần, được lưu trữ riêng biệt trên điện thoại của người dùng, trên đám mây và tại sàn giao dịch, nâng cao tính an toàn của tài sản và thuận tiện cho việc khôi phục.

Toàn đồng thái mã hóa ( FHE ): Mã hóa tính toán thuê ngoài

Công nghệ mã hóa toàn phần đã giải quyết được vấn đề làm thế nào để mã hóa dữ liệu nhạy cảm, cho phép bên thứ ba không đáng tin cậy thực hiện tính toán hỗ trợ, đồng thời đảm bảo kết quả có thể được giải mã chính xác. FHE cho phép thực hiện xử lý tính toán trong khi dữ liệu vẫn ở trạng thái mã hóa, điều này đặc biệt quan trọng đối với việc xử lý thông tin nhạy cảm trong môi trường điện toán đám mây.

Trong lĩnh vực blockchain, công nghệ FHE có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề như việc các nút trong mạng PoS nhỏ lười biếng và theo dõi phiếu bầu. Thông qua FHE, có thể thực hiện việc xác thực khối của các nút PoS mà không biết câu trả lời của nhau, hoặc cho phép cử tri tham gia bỏ phiếu mà không biết ý định của người khác, từ đó nâng cao mức độ phi tập trung của mạng và tính xác thực của cuộc bỏ phiếu.

So sánh kỹ thuật

Mặc dù cả ba công nghệ này đều hướng tới việc bảo vệ quyền riêng tư và an toàn dữ liệu, nhưng chúng có sự khác biệt đáng kể về bối cảnh ứng dụng và độ phức tạp của công nghệ:

• ZK chủ yếu được sử dụng để chứng minh, phù hợp với các tình huống quyền hạn hoặc xác thực danh tính.
• MPC tập trung vào tính toán hợp tác nhiều bên, phù hợp với những tình huống cần hợp tác dữ liệu nhưng vẫn phải bảo vệ quyền riêng tư của các bên.
• FHE tập trung vào tính toán bên ngoài dữ liệu mã hóa, đặc biệt phù hợp với các lĩnh vực như điện toán đám mây và dịch vụ AI.

Về độ phức tạp kỹ thuật, ZK cần có kỹ năng toán học và lập trình vững chắc để thiết kế các giao thức hiệu quả. MPC cần giải quyết các vấn đề đồng bộ và hiệu quả giao tiếp khi triển khai, đặc biệt là trong trường hợp có nhiều bên tham gia. FHE mặc dù lý thuyết rất hấp dẫn, nhưng trong ứng dụng thực tế vẫn phải đối mặt với những thách thức lớn về hiệu quả tính toán.

Ba công nghệ mã hóa này cung cấp cho chúng ta những công cụ mạnh mẽ để đối phó với những thách thức ngày càng nghiêm trọng về an ninh dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư. Khi công nghệ tiếp tục phát triển và hoàn thiện, chúng sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong thế giới kỹ thuật số trong tương lai.