Полностью гомоморфное шифрование — это тип схемы, в которой можно выполнять произвольные вычисления с зашифрованными данными.
Что такое полностью гомоморфное шифрование?
Полностью гомоморфное шифрование — это форма схемы шифрования, которая позволяет выполнять вычисления с данными, когда они зашифрованы. Его цель состоит в том, чтобы разрешить вычисления с зашифрованными текстами таким образом, чтобы их никогда не приходилось расшифровывать на промежуточных шагах во время вычислений.
Это обеспечивает мощную функциональность для таких вариантов использования, как облачные вычисления и анализ больших данных, где требуется обработка больших объемов данных, но конфиденциальная или конфиденциальная информация должна быть закрыта от третьих лиц.
Эта идея кажется невозможной. Как можно выполнять операции (сложение, умножение и т. д.) над данными, не расшифровывая их?
Проблема в том, что в традиционных схемах шифрования ключи для шифрования и дешифрования разделены, и выполнение операций с зашифрованными данными требует их предварительной расшифровки.
При полностью гомоморфном шифровании (FHE) у вас также есть ключ шифрования, но, в отличие от традиционных схем, вы можете выполнять вычисления с открытым текстом произвольным образом, даже не расшифровывая его.
Полезность гомоморфного шифрования
Это чрезвычайно полезное свойство, позволяющее выполнять вычисления с конфиденциальными данными, не раскрывая их объекту, выполняющему вычисления.
Например, рассмотрим базу данных медицинской информации, которая полностью гомоморфно зашифрована. Ключ шифрования может быть передан врачу, который может выполнять запросы к базе данных, чтобы определить, лечились ли пациенты с определенными симптомами. Это позволяет врачу получать информацию о своих пациентах, не имея доступа к актуальным данным в базе данных.
Чем FHE отличается от других форм гомоморфного шифрования?
По возможности вычислений над зашифрованными данными гомоморфное шифрование бывает разных типов; частично, частично, полностью нивелированное и полностью гомоморфное шифрование.
Частично гомоморфные и частично гомоморфные допускают только определенный тип операций над зашифрованными данными, причем с ограниченным повторением.
Полностью гомоморфное шифрование поддерживает неограниченное количество операций над зашифрованными данными. Также операцию можно применять неограниченное количество раз.
Преимущества полностью гомоморфного шифрования
FHE можно использовать для хранения конфиденциальных личных данных на сторонних серверах и по-прежнему разрешать вычисления с этими частными данными, сохраняя их в зашифрованном виде. Администраторы сервера не могут узнать, какие вычисления были выполнены с приватными данными (при условии безопасной реализации FHE).
FHE устраняет компромисс между удобством использования данных и их конфиденциальностью. Конфиденциальность данных сохраняется без необходимости маскировать или удалять какие-либо функции.
Правильная реализация FHE означает высокую устойчивость к квантовым атакам, что делает эту схему квантово-безопасной.
FHE все еще развивается и считается коммерчески невыполнимым, поэтому необходимо провести много исследований, прежде чем он станет широко используемым.