ผู้เขียนต้นฉบับ: 0x Todd, Ebunker Lianchuang (X: @0x_Todd)

ตลาดย่ำแย่ในช่วงนี้ และในที่สุดฉันก็มีเวลามากพอที่จะแบ่งปันเส้นทางทางเทคนิคใหม่ๆ ต่อไป แม้ว่าตลาดการเข้ารหัสในปี 2024 จะไม่เจริญรุ่งเรืองเหมือนในอดีต แต่ก็ยังมีเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่พยายามพัฒนาให้เติบโต เช่น หัวข้อที่เราจะพูดถึงในวันนี้: "FHE / Fully Homomorphic Encryption (Fully Homomorphic Encryption)" .

V God ยังได้ตีพิมพ์บทความพิเศษเกี่ยวกับ FHE ในเดือนพฤษภาคมปีนี้ ซึ่งแนะนำให้เพื่อน ๆ ที่สนใจอ่าน

แล้ว FHE คืออะไร?

หากคุณต้องการเข้าใจคำว่า FHE การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์ คุณต้องเข้าใจก่อนว่า "การเข้ารหัส" คืออะไร "โฮโมมอร์ฟิซึม" คืออะไร และเหตุใดจึงต้องใช้ "เต็มรูปแบบ"

1. การเข้ารหัสคืออะไร?

การเข้ารหัสแบบธรรมดาเป็นสิ่งที่ทุกคนคุ้นเคยมากที่สุด ตัวอย่างเช่น อลิซต้องการส่งข้อความถึงบ๊อบ เช่น "1314 520"

ถ้าตอนนี้เราต้องการบุคคลที่สาม C เพื่อส่งจดหมายและเก็บข้อมูลไว้เป็นความลับ มันก็ง่ายมาก - เราแค่ต้องเข้ารหัสแต่ละหมายเลข x 2 เช่น ใน "2628 1040"

เมื่อบ็อบได้รับมัน เขาจะหารแต่ละหมายเลขด้วย 2 และถอดรหัสอลิซดั้งเดิมว่า "1314 520"

คุณเห็นไหมว่าด้วยการเข้ารหัสแบบสมมาตร ทั้งสองจึงถ่ายโอนข้อมูลได้เสร็จสิ้นภายใต้เงื่อนไขที่ C จำเป็นต้องมีส่วนร่วม แต่ C ไม่ทราบข้อมูล โดยทั่วไปในภาพยนตร์สายลับ การสื่อสารระหว่างเจ้าหน้าที่ประสานงานสองคนน่าจะไม่เกินขอบเขตนี้

2. การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกคืออะไร?

ตอนนี้ความยากของความต้องการของอลิซได้รับการอัปเกรดแล้ว:

-ตัวอย่างเช่น อลิซอายุเพียง 7 ขวบ
-อลิซสามารถคำนวณได้เฉพาะเลขคณิตที่ง่ายที่สุด เช่น x 2 และ 2 เท่านั้น แต่ไม่เข้าใจการดำเนินการอื่นๆ เลย

โอเค สมมติว่าอลิซต้องจ่ายค่าไฟกับครอบครัวของอลิซเป็นเงิน 400 หยวน และเธอค้างชำระมาทั้งหมด 12 เดือน

อย่างไรก็ตาม 400* 12 = จำนวนเท่าใด คำถามนี้อยู่นอกเหนือช่วงการคำนวณของอลิซซึ่งมีอายุเพียง 7 ขวบ เธอไม่ทราบการคำนวณที่ซับซ้อนเช่นนี้

อย่างไรก็ตาม เธอไม่อยากให้ผู้อื่นรู้ว่าค่าเครื่องใช้ไฟฟ้าของเธอคือเท่าไร/เดือน เนื่องจากเป็นข้อมูลที่ละเอียดอ่อน

ดังนั้นอลิซจึงขอให้ C ช่วยคำนวณโดยไม่ไว้ใจ C

เนื่องจากเธอรู้แค่ x 2 ÷ 2 เธอจึงใช้การคูณ x 2 เพื่อเข้ารหัสตัวเลขของเธอ ดังนั้น เธอจึงบอกให้ C คำนวณว่า 80 0x 24 = เท่ากับ (40 0x 2) คูณ (12 x2)

C เป็นผู้ใหญ่ที่มีพลังสมองในการคำนวณสูง เขาคำนวณอย่างรวดเร็ว 800*24 = 19200 ด้วยวาจา และบอกหมายเลขของอลิซ จากนั้น อลิซคำนวณผลลัพธ์ซึ่งก็คือ 19,200 ۞ 2 ۞ 2 และในไม่ช้าก็รู้ว่าเธอต้องจ่ายค่าน้ำประปา 4,800 หยวน

คุณเห็นมันไหม? นี่เป็นการเข้ารหัสโฮโมมอร์ฟิกแบบทวีคูณที่ง่ายที่สุด 800* 24 เป็นเพียงการแมป 400* 12 รูปร่างจริงๆ ก่อนและหลังการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงเรียกว่า "โฮโมมอร์ฟิก"

วิธีการเข้ารหัสนี้ทำให้ทราบว่าหากมีใครต้องการมอบหมายให้หน่วยงานที่ไม่น่าเชื่อถือคำนวณผลลัพธ์ เขาสามารถมั่นใจได้ว่าหมายเลขที่ละเอียดอ่อนของเขาจะไม่รั่วไหล

3. แล้วทำไม "การเข้ารหัสโฮโมมอร์ฟิก" จึงต้อง "สมบูรณ์"?

อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงปัญหาในโลกอุดมคติ ปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายขนาดนั้น ไม่ใช่ทุกคนที่อายุ 7 ขวบหรือซื่อสัตย์เท่าซี

สมมติว่าสถานการณ์เลวร้ายมาก ตัวอย่างเช่น C อาจพยายามอนุมานได้ด้วยวิธีที่ละเอียดถี่ถ้วนที่อลิซต้องการคำนวณ 400 และ 12

ในเวลานี้ จำเป็นต้องมี "การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์" เพื่อแก้ไขปัญหา

อลิซให้แต่ละหมายเลข ×2 และ 2 นี้ถือได้ว่าเป็นสัญญาณรบกวน หากมีเสียงรบกวนน้อยเกินไป C จะแตกง่าย

ดังนั้น อลิซจึงสามารถบวกนอกเหนือจากการคูณได้

แน่นอนว่าดีที่สุดถ้าเสียงดังเหมือนสี่แยกถนนสายหลักตอนเก้าโมงเช้าความยากในการแคร็ก C จะยิ่งยากกว่าท้องฟ้า

ดังนั้นอลิซสามารถคูณได้ 4 เท่าและเพิ่มได้ 8 เท่า ดังนั้นความน่าจะเป็นของการแคร็ก C จะลดลงอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม อลิซยังคงมีการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิก "บางส่วน" เท่านั้น นั่นคือ:

(1) เนื้อหาที่เข้ารหัสของเธอสามารถกำหนดเป้าหมายเฉพาะปัญหาเท่านั้น
(2) เธอสามารถใช้ได้เฉพาะกฎทางคณิตศาสตร์บางข้อเท่านั้น เนื่องจากจำนวนการบวกและการคูณต้องไม่มากเกินไป (โดยทั่วไปจะไม่เกิน 15)

และ "เต็ม" หมายความว่าอลิซควรได้รับอนุญาตให้ทำการเข้ารหัสเพิ่มเติมและการเข้ารหัสการคูณสำหรับพหุนามจำนวนเท่าใดก็ได้ เพื่อให้บุคคลที่สามสามารถไว้วางใจในการคำนวณที่สมบูรณ์และสามารถรับผลลัพธ์ที่ถูกต้องได้หลังจากการถอดรหัส

พหุนามที่ยาวเป็นพิเศษสามารถแสดงถึงปัญหาทางคณิตศาสตร์ได้เกือบทุกอย่างในโลก ไม่ใช่แค่ปัญหาในการคำนวณค่าไฟฟ้า ซึ่งเป็นปัญหาสำหรับเด็กอายุ 7 ขวบ

เมื่อรวมกับการเข้ารหัสจำนวนเท่าใดก็ได้ โดยพื้นฐานแล้วมันจะช่วยขจัดความเป็นไปได้ที่ C ต้องการที่จะสอดแนมข้อมูลส่วนตัว โดยตระหนักว่า "ทั้งต้องการและต้องการ" อย่างแท้จริง

ดังนั้นเทคโนโลยี "การเข้ารหัสโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์" จึงเป็นไข่มุกในจอกศักดิ์สิทธิ์แห่งการเข้ารหัสมาโดยตลอด

ในความเป็นจริง เทคโนโลยีการเข้ารหัสโฮโมมอร์ฟิกรองรับ "การเข้ารหัสโฮโมมอร์ฟิกบางส่วน" เท่านั้น จนถึงปี 2009

แนวคิดใหม่ๆ ที่เสนอโดยนักวิชาการ เช่น Gentry ในปี 2009 ได้เปิดประตูสู่ความเป็นไปได้ของการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกโดยสมบูรณ์ ผู้อ่านที่สนใจสามารถย้ายไปที่บทความนี้ได้

เพื่อนหลายคนยังคงมีข้อสงสัยเกี่ยวกับสถานการณ์การใช้งานของเทคโนโลยีนี้ สถานการณ์ใดบ้างที่ต้องใช้เทคโนโลยีการเข้ารหัสโฮโมมอร์ฟิก (FHE) อย่างสมบูรณ์

ตัวอย่างเช่น - เอไอ

ทุกคนรู้ดีว่า AI ที่ทรงพลังต้องการข้อมูลเพียงพอ แต่คุณค่าความเป็นส่วนตัวของข้อมูลจำนวนมากนั้นสูงเกินไป FHE สามารถใช้เพื่อให้บรรลุ "ทั้งความต้องการและความต้องการ" ของปัญหานี้ได้หรือไม่?

คำตอบคือใช่

คุณสามารถ:
(1) เข้ารหัสข้อมูลที่ละเอียดอ่อนของคุณตามวิธี FHE
(2) ใช้ข้อมูลที่เข้ารหัสเพื่อส่งมอบให้กับ AI เพื่อการคำนวณ
(3) จากนั้น AI จะพ่นคำพูดไร้สาระมากมายให้คุณซึ่งไม่มีใครเข้าใจได้

AI ที่ไม่ได้รับการดูแลสามารถบรรลุสิ่งนี้ได้ เนื่องจากข้อมูลในนั้นส่วนใหญ่เป็นเวกเตอร์ AI โดยเฉพาะอย่างยิ่ง generative AI เช่น GPT ไม่เข้าใจอินพุตที่เราให้ไว้เลย แต่จะ "คาดการณ์" ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดผ่านเวกเตอร์

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโค้ดที่ยุ่งเหยิงนี้เป็นไปตามกฎทางคณิตศาสตร์บางอย่าง และคุณคือผู้เชี่ยวชาญด้านการเข้ารหัส ดังนั้น:

(4) คุณสามารถตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายและถอดรหัสรหัสที่อ่านไม่ออกเหล่านี้ได้ในเครื่องได้ เช่นเดียวกับอลิซ
(5) นอกจากนี้ คุณยังทำสิ่งนี้สำเร็จ: ปล่อยให้ AI ใช้พลังการประมวลผลมหาศาลเพื่อช่วยคุณคำนวณให้เสร็จสิ้นโดยไม่ต้องจัดการกับข้อมูลที่ละเอียดอ่อนเลย

AI ในปัจจุบันไม่สามารถทำได้และต้องละทิ้งความเป็นส่วนตัว ลองนึกถึงทุกสิ่งที่คุณป้อนลงใน GPT ในรูปแบบข้อความธรรมดา! เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นต้องมี FHE

นี่คือรากฐานของความพอดีตามธรรมชาติระหว่าง AI และ FHE สามารถแปลคำศัพท์นับพันคำเป็นคำเดียว: ทั้งความต้องการและความต้องการ

เนื่องจาก FHE เชื่อมโยงกับ AI และครอบคลุมสองสาขาหลักของการเข้ารหัสและ AI จึงได้รับความนิยมเป็นพิเศษ มีโครงการมากมายเกี่ยวกับ FHE เช่น Zama, Privasea, Mind Network, Fhenix, Sunscreen เป็นต้น ทิศทางของ FHE แอปพลิเคชั่นคือ ทุกคนมีความคิดสร้างสรรค์เป็นของตัวเอง

วันนี้ผมเอาหนึ่งในโปรเจ็กต์ @Privasea_ai มาวิเคราะห์ นี่คือโครงการ FHE ที่นำโดย Binance เอกสารไวท์เปเปอร์ของบริษัทอธิบายถึงสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องมาก เช่น การจดจำใบหน้า

ข้อกำหนดทั้งสอง: พลังการประมวลผลของเครื่องจักรสามารถระบุได้ว่าบุคคลนั้นเป็นบุคคลจริงหรือไม่

สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่ง: เครื่องไม่ได้จัดการข้อมูลใบหน้าที่ละเอียดอ่อนใดๆ

การแนะนำ FHE สามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการคำนวณ FHE จริงๆ คุณจะต้องใช้พลังในการประมวลผลเป็นจำนวนมาก ท้ายที่สุด Alice จะต้องเพิ่มและคูณ "จำนวนเท่าใดก็ได้" สำหรับการเข้ารหัส ไม่ว่าจะเป็นการคำนวณ การเข้ารหัส หรือ การถอดรหัสเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานในการประมวลผลเป็นจำนวนมาก

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังและสิ่งอำนวยความสะดวกสนับสนุนใน Privasea ดังนั้น Privasea จึงได้เสนอสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบ PoW-like + PoS-like เพื่อแก้ไขปัญหาเครือข่ายพลังการประมวลผลนี้

เมื่อเร็วๆ นี้ Privasea เพิ่งประกาศฮาร์ดแวร์ PoW ของตัวเองที่เรียกว่า WorkHeart USB ซึ่งถือได้ว่าเป็นหนึ่งในอุปกรณ์สนับสนุนเครือข่ายพลังการประมวลผลของ Privasea แน่นอนว่าคุณสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นเครื่องขุด

ราคาเริ่มต้นคือ 0.2 ETH ซึ่งสามารถขุดได้ 6.66% ของโทเค็นทั้งหมดของเครือข่าย

นอกจากนี้ยังมีสินทรัพย์ที่มีลักษณะคล้าย PoS ที่เรียกว่า StarFuel NFT ซึ่งสามารถเข้าใจได้ว่าเป็น "ใบรับรองการทำงาน" โดยมีทั้งหมด 5,000 รายการ

ราคาเริ่มต้นคือ 0.2 ETH และคุณสามารถรับ 0.75% ของโทเค็นทั้งหมดของเครือข่าย (ผ่าน airdrop)

NFT นี้ก็ค่อนข้างน่าสนใจเช่นกัน มันคล้ายกับ PoS แต่ไม่ใช่ PoS จริง โดยพยายามหลีกเลี่ยงคำถามที่ว่า "PoS เป็นระบบรักษาความปลอดภัยในสหรัฐอเมริกาหรือไม่"

NFT นี้อนุญาตให้ผู้ใช้สามารถจำนองโทเค็น Privasea ได้ แต่ไม่ได้สร้างรายได้จาก PoS โดยตรง แต่เพิ่มประสิทธิภาพการขุดของอุปกรณ์ USB ของคุณเป็นสองเท่า ดังนั้นจึงเป็น PoS ปลอมตัว
กลับมาสู่ธุรกิจ หาก AI สามารถทำให้เทคโนโลยี FHE เป็นที่นิยมได้ในวงกว้าง มันจะเป็นข่าวดีสำหรับ AI เอง คุณต้องรู้ว่าจุดเน้นของการกำกับดูแล AI ของหลายประเทศคือความปลอดภัยของข้อมูลและความเป็นส่วนตัวของข้อมูล

ยกตัวอย่างที่ไม่เหมาะสมในช่วงสงครามรัสเซีย-ยูเครน กองกำลังทหารรัสเซียบางส่วนพยายามใช้ AI อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงภูมิหลังของอเมริกาของบริษัท AI จำนวนมาก แผนกข่าวกรองก็อาจจะเต็มไปด้วยช่องโหว่

แต่ถ้าคุณไม่ใช้ AI คุณจะตามหลังไปไกลโดยธรรมชาติ แม้ว่าช่องว่างตอนนี้อาจไม่ใหญ่นัก หากให้เวลาอีก 10 ปี เราอาจไม่สามารถจินตนาการถึงโลกที่ปราศจาก AI ได้

ดังนั้นความเป็นส่วนตัวของข้อมูลมีอยู่ทุกที่ในชีวิตของเรา ตั้งแต่ความขัดแย้งในสงครามระหว่างสองประเทศไปจนถึงการปลดล็อคบนโทรศัพท์มือถือ

ในยุคของ AI หากเทคโนโลยี FHE สามารถเติบโตได้อย่างแท้จริง ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันจะเป็นปราการสุดท้ายสำหรับมนุษยชาติ

ลิงค์เดิม