Encriptação totalmente homomórfica na aplicação e desenvolvimento no Blockchain

A tecnologia de criptografia tem desempenhado um papel importante no progresso da civilização humana, sendo indispensável especialmente nas áreas de segurança da informação e proteção da privacidade. Tecnologias como encriptação assimétrica e funções de hash estabeleceram as bases para o surgimento do Bitcoin, inaugurando uma nova era de Blockchain. Com o desenvolvimento da indústria, tecnologias de ponta como provas de conhecimento zero, computação multipartidária e encriptação totalmente homomórfica estão constantemente surgindo. Entre elas, a encriptação totalmente homomórfica (FHE), como um dos santos graais da criptografia, permite realizar cálculos arbitrários sobre dados encriptados sem a necessidade de descriptografá-los, trazendo novas possibilidades para múltiplas áreas.

FHE Resumo

A encriptação totalmente homomórfica ( FHE ) permite realizar cálculos e operações infinitas sobre textos cifrados, mantendo a consistência das propriedades matemáticas com o texto claro. A implementação do FHE baseia-se em algoritmos matemáticos complexos, exigindo altos recursos computacionais. Atualmente, o SEAL da Microsoft e o TFHE da Zama são duas principais bibliotecas FHE de código aberto.

O fluxo básico de FHE inclui: geração de pares de chaves, encriptação de dados, realização de cálculos homomórficos e decriptação de resultados. A gestão da chave de decriptação é crucial, podendo ser adotado um esquema de cálculo seguro multipartido com limiar para aumentar a segurança.

Implementação de FHE na Blockchain

Aplicar FHE à Blockchain, a maneira ideal é encapsulá-lo como uma biblioteca de código de contrato inteligente. Isso requer que a máquina virtual suporte o conjunto de instruções específico necessário para FHE. fhEVM é uma EVM totalmente homomórfica desenvolvida pela Zama que suporta a implementação de computação em privacidade com Solidity. Ele oferece suporte a operações FHE através de contratos pré-compilados e projetou uma área de memória dedicada para armazenar cifrados FHE.

Solução FHE-Rollups

Fhenix apresentou a solução Layer2 FHE-Rollups, combinando fhEVM com a tecnologia Rollup. Ela utiliza o esquema de Optimistic Rollups, incluindo componentes como prova de fraude, biblioteca central fheOS e rede de serviços de limiar. O Fhenix Frontier lançou a primeira versão pública, oferecendo ferramentas de desenvolvimento e documentação relacionadas.

Coprocessadores FHE Agnósticos em Relação à Chain

Fhenix introduz o módulo Relay, permitindo que diversos tipos de redes Blockchain se conectem aos Coprocessadores FHE. Através do mecanismo de Restaking da EigenLayer, a eficiência dos Coprocessadores FHE foi aumentada. O processo de utilização inclui chamadas de contratos de aplicação, encaminhamento Relay, cálculo FHE, verificação de resultados, entre outros passos.

Cenários de aplicação da FHE

A tecnologia FHE tem amplas perspectivas de aplicação em áreas como jogos em cadeia, DeFi e IA:

• Fornecer encriptação para jogos, evitando manipulação em tempo real
• Proteger dados sensíveis em DeFi, reduzir o risco de MEV
• Treinamento de modelos de IA com proteção da privacidade

Desenvolvimento do ecossistema FHE

Além da Zama e da Fhenix, o ecossistema FHE inclui vários projetos como Sunscreen, Mind Network, PADO Labs e Arcium. Instituições sem fins lucrativos como FHE.org e FHE Onchain contribuem para a pesquisa acadêmica e a divulgação educacional.

A tecnologia FHE tem recebido amplo reconhecimento, incluindo o apoio de Vitalik Buterin, o fundador do Ethereum. À medida que novos projetos continuam a surgir e o capital do mercado continua a ser injetado, a tecnologia FHE tem potencial para uma evolução explosiva.