الوضع الحالي والمشهد البيئي والتحديات المستقبلية لـ FHE

المؤلف: Poopman, Ouro Research; الترجمة: 0xjs@金财经

يفتح FHE إمكانية إجراء العمليات الحسابية على البيانات المشفرة دون فك التشفير.

عند دمجها مع blockchain وMPC وZKP (قابلية التوسع)، توفر FHE السرية اللازمة وتدعم حالات الاستخدام المختلفة على السلسلة.

يلخص هذا المقال بإيجاز الوضع الحالي لـ FHE.

سوف أقدم: 1. خلفية FHE 2. كيف تعمل FHE؟ 3. 5 مجالات في النظام البيئي FHE 4. التحديات والحلول الحالية FHE.

1. الخلفية

تم اقتراح FHE لأول مرة في عام 1978. ومع ذلك، نظرًا لتعقيده الحسابي العالي، لم يكن عمليًا لفترة طويلة وظل على المستوى النظري.

لم يقم كريج بتطوير نموذج قابل للتطبيق لـ FHE إلا في عام 2009، ومنذ ذلك الحين ارتفع الاهتمام البحثي في ​​FHE.

في عام 2020، أطلقت Zama TFHE وfhEVM، مما جعل FHE محط الاهتمام في مجال التشفير.

منذ ذلك الحين، شهدنا ظهور FHE L1/L2 المتوافق مع EVM العام مثل Fhenix وInco Network وFHE Sunscreen Tech.

2. كيف يعمل FHE؟

يمكنك تخيل صندوق أعمى به ألغاز بداخله. ومع ذلك، لا يمكن للصندوق الأعمى أن يتعلم أي شيء عن اللغز الذي قدمته له، لكن لا يزال بإمكانه حساب النتائج رياضيًا.

تتضمن بعض حالات استخدام FHE ما يلي: حوسبة الخصوصية على السلسلة، وتشفير البيانات على السلسلة، والعقود الذكية الخاصة على الشبكات العامة، وERC20 السري، والتصويت الخاص، ومزاد NFT الأعمى، وMPC الأكثر أمانًا، والتشغيل الأمامي حماية المعاملات والجسور غير الموثوقة والمزيد.

3. النظام البيئي FHE

بشكل عام، يمكن تلخيص نمط FHE في السلسلة في 5 مجالات: 1. FHE عام؛ 2. FHE/HE لحالات استخدام محددة (تطبيقات)؛ أجهزة تسريع FHE 4. FHE مع الذكاء الاصطناعي 5. الحلول البديلة

1. blockchain وأدوات FHE العالمية

إنها العمود الفقري لتحقيق سرية blockchain. يتضمن ذلك أدوات تطوير البرامج (SDK)، والمعالجات المساعدة، والمترجمين، وبيئات التنفيذ الجديدة، وسلسلة الكتل، ووحدات FHE...

الأمر الأكثر تحديًا: جلب FHE إلى EVM، المعروف باسم fhEVM.

تشمل:

fhEVM: Zama، وFhenix، وInco Network، وFair Math

أدوات/بنية أساسية FHE: Octra، وSunscreen Tech، وFairblock، وDero، وArcium (Elusiv سابقًا)، شيباريوم

ما يلي هو ملخص من جملة واحدة لكل مشروع.

2.FHE/HE للتطبيقات ذات الأغراض الخاصة

Penum: cross-chain cosmos dex (appchain) باستخدام tFHE للتبادل/التجميع المحمي.

zkHoldem: لعبة بوكر على شبكة Manta Network تستخدم HE وZKP لإثبات عدالة اللعبة.

3. أجهزة التسريع

في كل مرة تستخدم فيها FHE لإجراء عمليات حسابية مكثفة (مثل FHE-ML)، من الضروري التوجيه لتقليل نمو الضوضاء. تلعب الحلول مثل تسريع الأجهزة دورًا مهمًا في تسهيل عملية التشغيل، مع أداء ASICs بشكل أفضل.

يشمل الأعضاء في مجال الأجهزة: Optalysys، Chain Reaction، Ingonyama، Cysic

تتخصص كل شركة في إنتاج المنتجات التي يمكن أن تسرع أجهزة تشغيل /حوسبة FHE مثل الرقائق وASICs وأشباه الموصلات.

4 FHE

في الآونة الأخيرة، كان هناك اهتمام متزايد بدمج FHE في الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي. من بينها، تمنع FHE الآلات من تعلم أي معلومات حساسة أثناء معالجتها وتوفر السرية للبيانات والنماذج والمخرجات طوال العملية.

يشمل أعضاء AI x FHE: Mind Network، وSight AI، وBasedAI، وPrivasea

5. "الحلول البديلة"< /h3 >

البعض لا يستخدم FHE، ولكنه يستخدم MPC لحماية البيانات ذات القيمة العالية وإجراء "حسابات عمياء"، بينما يستخدم البعض الآخر ZKSNARK للتأكد من صحة حسابات FHE على البيانات المشفرة.

وهم: شبكة Nillion، وPado Labs

رابعا. التحديات والحلول التي تواجهها FHE < /h2>

بخلاف ZK وMPC، لا يزال FHE في مراحله الأولى.

تشمل التحديات الرئيسية ما يلي:

الأداء البطيء: حاليًا، تحتوي العقود الذكية الخاصة التي تستخدم fh-EVM على 5 TPS فقط. بالإضافة إلى ذلك، أصبح أداء TFHE الآن أبطأ بنحو 1000 مرة مقارنة بالبيانات النقية.

غير ملائم للمطورين بدرجة كافية: لا يزال هناك نقص في الخوارزميات الموحدة وأدوات FHE المدعومة بشكل عام.

التكاليف الحسابية المرتفعة (التكلفة): قد تحدث مركزية العقدة بسبب إدارة الضوضاء وتوجيه العمليات الحسابية المعقدة.

خطر FHE غير الآمن على السلسلة: بالنسبة لأي نظام فك تشفير آمن، سيتم توزيع مفتاح فك التشفير بين العقد. ومع ذلك، نظرًا لارتفاع النفقات العامة لـ FHE، قد يؤدي ذلك إلى عدد أقل من المدققين وبالتالي زيادة احتمالية التواطؤ.

الحل:

التمهيد القابل للبرمجة: يسمح بتطبيق العمليات الحسابية أثناء التمهيد، وبالتالي زيادة الكفاءة مع كونه خاصًا بالتطبيق.

تسريع الأجهزة: قم بتطوير ASICs ووحدات معالجة الرسومات وFPGAs باستخدام مكتبات OpenFHE لتسريع أداء FHE.

نظام فك تشفير عتبة أفضل: باختصار، من أجل جعل FHE على السلسلة أكثر أمانًا، نحتاج إلى نظام (يمكن أن يكون MPC) لضمان: زمن انتقال منخفض، وعتبة دخول لامركزية أقل للعقد، والتسامح مع الأخطاء.