Tamamen homomorfik şifrelemenin (FHE) gelişimi ve uygulamaları

Tamamen homomorfik şifreleme (FHE), şifrelenmiş veriler üzerinde şifre çözmeden hesaplama yapmaya izin veren gelişmiş bir şifreleme tekniğidir. Bu teknoloji ilk olarak 1970'lerde önerilmiştir, ancak 2009'da Craig Gentry'nin çığır açan çalışmasıyla gerçek anlamda tamamen homomorfik şifreleme gerçekleştirilmiştir.

FHE'nin temel özellikleri arasında homomorfik özellik, gürültü yönetimi ve sonsuz işlem yeteneği bulunmaktadır. Homomorfik özellik, şifrelenmiş verilere yapılan işlemlerin, açık verilere aynı işlemleri yapmaya eşdeğer olduğunu ifade eder. Gürültü yönetimi, hesaplamaların doğruluğunu sağlamak için kritik öneme sahiptir, oysa sonsuz işlem yeteneği FHE'yi diğer homomorfik şifreleme türlerinden ayırır.

Blockchain alanında, FHE'nin gizlilik ve ölçeklenebilirlik sorunlarını çözmede temel bir teknoloji olması bekleniyor. Şeffaf bir blockchain'i kısmi şifreli forma dönüştürürken akıllı sözleşmelerin kontrol yeteneğini koruyabilir. Bazı projeler, programcıların Solidity kullanarak FHE ilkelere işlem yapan kod yazmalarına olanak tanıyan FHE sanal makineleri geliştiriyor.

FHE, mevcut gizlilik projelerinin kullanılabilirliğini de artırabilir, örneğin gizlilik mesajı geri alma (OMR) yoluyla cüzdan senkronizasyonu sorununu çözebilir. Ancak, FHE doğrudan blok zincirinin ölçeklenebilirlik sorununu çözemez, bu zorluğun üstesinden gelmek için sıfır bilgi kanıtları (ZKP) ile birleştirilmesi gerekebilir.

FHE ve ZKP tamamlayıcı teknolojilerdir, her biri farklı amaçlara hizmet eder. ZKP, doğrulanabilir hesaplamalar ve sıfır bilgi özellikleri sunarken, FHE ise şifreli veriler üzerinde hesaplama yapmaya olanak tanır ve verinin kendisini açığa çıkarmaz.

Şu anda, FHE'nin gelişimi ZKP'den yaklaşık üç ila dört yıl geride, ancak hızla ilerliyor. İlk nesil FHE projeleri test edilmeye başlandı ve bu yılın ilerleyen dönemlerinde ana ağın tanıtılması bekleniyor. FHE'nin hesaplama maliyetleri hala ZKP'den yüksek olmasına rağmen, büyük ölçekli benimseme potansiyeli kendini göstermeye başlıyor.

FHE'nin karşılaştığı başlıca zorluklar arasında hesaplama verimliliği ve anahtar yönetimi bulunmaktadır. Özelleştirilmiş işlemlerin hesaplama yoğunluğu, algoritmik iyileştirmeler ve mühendislik optimizasyonlarıyla hafifletilmektedir. Anahtar yönetimi açısından bazı projeler eşik anahtar yönetim çözümlerini araştırmaktadır, ancak tek nokta arızası sorununu aşmak için daha fazla geliştirilmesi gerekmektedir.

FHE piyasası büyük miktarda yatırım çekiyor. Zama, Sunscreen, Octra, Fhenix ve Mind Network gibi birçok şirket FHE tabanlı çözümler geliştiriyor. Bu projeler, FHE derleyicisinden FHE blok zincir ağına kadar geniş bir uygulama alanını kapsıyor.

Regülasyon ortamı açısından, FHE farklı bölgelerde farklı denetim tutumlarıyla karşı karşıya. Veri gizliliği genel olarak desteklenirken, finansal gizlilik hala gri bir alan. FHE, veri gizliliğini artırma potansiyeline sahipken, sosyal faydayı da koruyabilir.

Teorinin, yazılımın, donanımın ve algoritmaların sürekli gelişimi ile FHE'nin önümüzdeki üç ila beş yıl içinde önemli ilerlemeler kaydetmesi bekleniyor. Şifreleme ekosistemindeki çeşitli uygulamaların yeniliklerini teşvik etmesi ve gizlilik ile güvenlik konularındaki kritik zorlukları çözmesi umuluyor.