encriptação totalmente homomórfica FHE: A ferramenta de proteção da privacidade na era da IA

Recentemente, embora o mercado de encriptação tenha apresentado um desempenho mediano, algumas novas tecnologias estão gradualmente amadurecendo, entre as quais a encriptação totalmente homomórfica (Fully Homomorphic Encryption, abreviada como FHE) é uma tecnologia que merece atenção. Em maio deste ano, o fundador do Ethereum, Vitalik Buterin, também publicou um artigo sobre FHE, gerando ampla discussão na indústria.

Para entender o complexo conceito de FHE, precisamos primeiro compreender o significado de "encriptação" e "homomórfico", e por que é "totalmente" homomórfico.

Encriptação de conceitos básicos

A encriptação é um método comum para proteger a segurança da informação. Por exemplo, Alice quer transmitir a informação "1314 520" para Bob através do terceiro C, sem que C conheça o conteúdo. Ela pode usar um método simples de encriptação simétrica, multiplicando cada número por 2, transformando-o em "2628 1040". Bob, ao receber, pode dividir por 2 para descriptografar e obter a informação original. Esta abordagem permite a comunicação confidencial sem confiar no transmissor.

Criptografia homomórfica

A criptografia homomórfica vai mais longe, permitindo realizar cálculos específicos em dados encriptados, sem a necessidade de os decriptar primeiro. Por exemplo, Alice precisa calcular o total de 400 euros de conta de eletricidade por 12 meses, mas ela não sabe fazer cálculos complexos. Ela pode encriptar 400 e 12 multiplicando-os por 2, permitindo que a entidade confiável C calcule o resultado de 800×24. Depois que C obtém 19200, Alice divide por 4 para obter a resposta correta de 4800 euros. Durante este processo, C não sabe o valor real da conta de eletricidade e o número de meses.

encriptação totalmente homomórfica de necessidade

No entanto, a encriptação homomórfica simples é fácil de ser quebrada. A encriptação totalmente homomórfica aumenta consideravelmente a dificuldade de quebra ao introduzir ruído mais complexo e permitir operações de adição e multiplicação de forma arbitrária. Ela pode lidar com problemas matemáticos mais complexos, e não se limita a cálculos simples. Em 2009, uma nova abordagem proposta por Gentry e outros estudiosos abriu caminho para a implementação da encriptação totalmente homomórfica.

A aplicação da encriptação totalmente homomórfica no campo da IA

A tecnologia FHE tem amplas perspectivas de aplicação no campo da IA. Os modelos de IA precisam de grandes quantidades de dados para treinamento, mas muitos dados possuem alta privacidade. A FHE pode permitir que a IA realize cálculos e aprendizados enquanto protege a privacidade dos dados:

1. Usar encriptação totalmente homomórfica para encriptar dados sensíveis
2. Introduzir dados encriptados na IA para cálculo
3. AI saída encriptação resultados
4. O usuário descifra o resultado de forma segura localmente

Este método permite que a IA complete tarefas sem ter acesso aos dados originais, resolvendo eficazmente o conflito entre a privacidade dos dados e o desenvolvimento da IA.

Desenvolvimento do projeto FHE

Atualmente, existem vários projetos relacionados com FHE, como Zama, Privasea, Mind Network, entre outros. Tomando o Privasea como exemplo, este projeto propôs cenários de aplicação como o reconhecimento facial, que pode determinar se uma pessoa é real, sem revelar informações sensíveis. Para resolver a alta demanda de computação do FHE, o Privasea projetou uma arquitetura de rede e dispositivos de hardware especiais.

O significado e as perspectivas da FHE

Com a popularização da tecnologia de IA, os problemas de privacidade de dados estão se tornando cada vez mais evidentes. Desde a segurança nacional até a privacidade pessoal, a tecnologia FHE pode se tornar a última linha de defesa na proteção de dados. Ela não só pode promover o desenvolvimento em conformidade da IA, como também pode desempenhar um papel importante em vários cenários sensíveis.

Nos próximos dez anos, a IA pode se integrar profundamente em nossas vidas. Se a tecnologia FHE puder realmente amadurecer, ela fornecerá uma ferramenta poderosa para proteger a privacidade da humanidade na era da IA.