Mã hóa đồng cấu hoàn toàn công nghệ phát triển và triển vọng ứng dụng

mã hóa đồng cấu hoàn toàn(FHE) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, cho phép thực hiện tính toán trên dữ liệu mã hóa mà không cần giải mã. Khái niệm này có thể được truy nguyên từ những năm 1970, nhưng phải đến công trình đột phá của Craig Gentry vào năm 2009 thì nó mới trở nên khả thi.

Đặc điểm cốt lõi của FHE là tính đồng cấu, tức là việc thực hiện phép cộng hoặc phép nhân trên văn bản mã hóa tương đương với việc thực hiện các phép toán tương tự trên văn bản rõ. So với mã hóa đồng cấu một phần và mã hóa đồng cấu nào đó, FHE hỗ trợ phép cộng và phép nhân vô hạn, cho phép thực hiện bất kỳ phép tính nào trên dữ liệu đã mã hóa.

Trong lĩnh vực blockchain, FHE được kỳ vọng sẽ trở thành công nghệ then chốt giải quyết khả năng mở rộng và bảo vệ quyền riêng tư. Nó có thể biến blockchain minh bạch thành dạng mã hóa một phần, đồng thời giữ lại kiểm soát của hợp đồng thông minh. Một số dự án đang phát triển máy ảo FHE, cho phép lập trình viên viết mã hợp đồng thông minh thao tác các nguyên thủy FHE. Phương pháp này có thể thực hiện các trường hợp sử dụng như thanh toán mã hóa, trò chơi bảo mật, đồng thời giữ lại biểu đồ giao dịch để tăng cường tính thân thiện với quy định.

FHE còn có thể cải thiện trải nghiệm người dùng của các dự án bảo mật hiện có thông qua việc truy xuất tin nhắn riêng tư (OMR), cho phép ứng dụng ví đồng bộ dữ liệu mà không tiết lộ nội dung truy cập.

Mặc dù mã hóa đồng cấu (FHE) bản thân nó không thể giải quyết trực tiếp vấn đề khả năng mở rộng của blockchain, nhưng việc kết hợp nó với chứng minh không kiến thức (ZKP) có thể mang lại một số đột phá. FHE có thể xác minh đảm bảo rằng các phép tính được thực hiện đúng, cung cấp cơ chế tính toán đáng tin cậy cho môi trường blockchain.

FHE và ZKP là hai công nghệ bổ sung cho nhau, mỗi công nghệ có trọng tâm riêng. ZKP cung cấp tính toán có thể xác minh và thuộc tính không tiết lộ thông tin, trong khi FHE cho phép thực hiện tính toán trên trạng thái đã được mã hóa, điều này rất quan trọng đối với nền tảng hợp đồng thông minh không cần giấy phép.

Hiện tại, sự phát triển của mã hóa đồng cấu hoàn toàn (FHE) chậm hơn khoảng ba đến bốn năm so với chứng minh không kiến thức (ZKP), nhưng đang nhanh chóng bắt kịp. Các dự án FHE thế hệ đầu tiên đã bắt đầu thử nghiệm, và mạng chính dự kiến sẽ ra mắt vào cuối năm nay. Mặc dù chi phí tính toán vẫn cao hơn ZKP, nhưng tiềm năng áp dụng đại trà của FHE là rất lớn.

Các thách thức chính mà FHE phải đối mặt bao gồm hiệu suất tính toán và quản lý khóa. Tính toán cường độ của các hoạt động tự khởi động đang được giảm bớt thông qua cải tiến thuật toán và tối ưu hóa kỹ thuật. Về quản lý khóa, một số dự án đang khám phá việc sử dụng các giải pháp quản lý khóa ngưỡng.

Trong lĩnh vực thị trường, nhiều công ty khởi nghiệp đang tích cực phát triển các công nghệ và ứng dụng liên quan đến FHE:

• Zama cung cấp giải pháp FHE cho các dự án Web3, như thư viện TFHE-rs và fhEVM.
• Sunscreen phát triển một trình biên dịch mã nguồn mở để chuyển đổi các hàm Rust thành các hàm FHE.
• Fhenix đang xây dựng Layer 2 Ethereum hỗ trợ hợp đồng thông minh bảo mật.
• Inco Network đang phát triển blockchain Layer 1 tính toán bí mật mô-đun kết hợp EVM và mã hóa đồng cấu.

Với sự tiến bộ liên tục của lý thuyết, phần mềm, phần cứng và thuật toán, FHE dự kiến sẽ đạt được những đột phá quan trọng trong 3-5 năm tới, mang lại sự thay đổi cách mạng cho hệ sinh thái blockchain và Web3.