Гомоморфное шифрование
Позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без их расшифрования.
Гомоморфное шифрование — это криптографическая техника, которая позволяет выполнять вычисления непосредственно над шифротекстом, производя зашифрованный результат, который при расшифровании совпадает с результатом вычислений, выполненных над исходным открытым текстом. Это свойство делает его особенно полезным для приложений, где конфиденциальность данных имеет решающее значение, таких как облачные вычисления и аутсорсинг вычислений, поскольку оно позволяет третьим сторонам обрабатывать конфиденциальные данные, никогда не нуждаясь в их расшифровании. Существуют различные типы гомоморфного шифрования, включая частично гомоморфное шифрование (PHE), несколько гомоморфное шифрование (SHE) и полностью гомоморфное шифрование (FHE). FHE является наиболее мощным, позволяя выполнять произвольное количество операций сложения и умножения над шифротекстом.
graph LR
Center["Гомоморфное шифрование"]:::main
Pre_asymmetric_encryption["asymmetric-encryption"]:::pre --> Center
click Pre_asymmetric_encryption "/terms/asymmetric-encryption"
Pre_lattice_based_cryptography["lattice-based-cryptography"]:::pre --> Center
click Pre_lattice_based_cryptography "/terms/lattice-based-cryptography"
Rel_zero_knowledge_proof["zero-knowledge-proof"]:::related -.-> Center
click Rel_zero_knowledge_proof "/terms/zero-knowledge-proof"
Rel_secure_multi_party_computation_smpc["secure-multi-party-computation-smpc"]:::related -.-> Center
click Rel_secure_multi_party_computation_smpc "/terms/secure-multi-party-computation-smpc"
Rel_confidential_computing["confidential-computing"]:::related -.-> Center
click Rel_confidential_computing "/terms/confidential-computing"
classDef main fill:#7c3aed,stroke:#8b5cf6,stroke-width:2px,color:white,font-weight:bold,rx:5,ry:5;
classDef pre fill:#0f172a,stroke:#3b82f6,color:#94a3b8,rx:5,ry:5;
classDef child fill:#0f172a,stroke:#10b981,color:#94a3b8,rx:5,ry:5;
classDef related fill:#0f172a,stroke:#8b5cf6,stroke-dasharray: 5 5,color:#94a3b8,rx:5,ry:5;
linkStyle default stroke:#4b5563,stroke-width:2px;
🧒 Простыми словами
🔒 Представьте, что у вас есть запертая коробка с числами внутри. Вместо того чтобы открывать коробку, чтобы сложить или умножить числа, специальная машина может выполнять эти математические задачи прямо с запертой коробкой. Когда вы наконец откроете ее, числа внутри будут правильным ответом!
🤓 Expert Deep Dive
Гомоморфное шифрование (HE) — это парадигма в криптографии, которая позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными. Это означает, что третья сторона, например, поставщик облачных услуг, может обрабатывать зашифрованные данные без необходимости доступа к ключу расшифрования, тем самым сохраняя конфиденциальность данных. Существует три основных типа: частично гомоморфное шифрование (PHE), несколько гомоморфное шифрование (SHE) и полностью гомоморфное шифрование (FHE).
Схемы PHE поддерживают только один тип операции (сложение или умножение) неограниченное количество раз. Примеры включают Paillier (аддитивный) и ElGamal (мультипликативный).
Схемы SHE поддерживают ограниченное количество операций сложения и умножения. Они более универсальны, чем PHE, но все же ограничены сложностью вычислений, которые они могут выполнять.
Схемы FHE, являющиеся значительным прорывом, позволяют выполнять произвольное количество операций сложения и умножения. Это позволяет выполнять любую вычислимую функцию над зашифрованными данными. Основной проблемой с FHE исторически был значительный вычислительный накладной расход и снижение производительности по сравнению с вычислениями над открытым текстом. Современные схемы FHE, такие как BGV, BFV, CKKS и TFHE, добились существенного прогресса в снижении этих накладных расходов, делая их все более жизнеспособными для практических приложений в таких областях, как безопасные облачные вычисления, частное машинное обучение и конфиденциальный анализ данных.