اصطلاح Fully Homomorphic Encryption به چه معناست؟
رمزگذاری همومورفیک شکلی از طرح رمزگذاری است که امکان انجام محاسبات روی داده ها را در حالی که رمزگذاری شده است میدهد. هدف آن این است که امکان محاسبات روی متن های رمزی را فراهم کند به گونه ای که هرگز لازم نباشد برای مراحل میانی در طول محاسبه رمزگشایی شود. این عملکرد قدرتمندی را برای موارد استفاده مانند محاسبات ابری و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ ارائه میدهد، جایی که پردازش مقادیر زیادی داده مورد نیاز است، اما اطلاعات حساس یا اختصاصی باید از اشخاص ثالث خصوصی نگه داشته شوند.
این ایده غیرممکن به نظر میرسد. چگونه میتوانید عملیات (جمع، ضرب و غیره) را روی داده ها بدون رمزگشایی انجام دهید؟
مشکل این است که کلیدهای رمزگذاری و رمزگشایی در طرح های رمزگذاری سنتی مجزا هستند و انجام عملیات روی داده های رمزگذاری شده ابتدا نیاز به رمزگشایی آن ها دارد. با رمزگذاری همومورفیک (FHE)، شما یک کلید رمزگذاری نیز دارید، اما برخلاف طرح‌های سنتی، میتوانید بر روی متن ساده به روش دلخواه و بدون رمزگشایی آن را محاسبه کنید.
سودمندی رمزگذاری همومورفیک
این یک ویژگی فوق العاده مفید است که امکان محاسبه بر روی داده های حساس را بدون افشای آن به نهادی که محاسبات را انجام میدهد، القا میکند. به عنوان مثال، پایگاه داده ای از اطلاعات پزشکی را در نظر بگیرید که کاملاً همومورفیک رمزگذاری شده است. یک کلید رمزگذاری میتواند به پزشک داده شود، او میتواند پرس و جوهایی را در پایگاه داده انجام دهد تا تشخیص دهد که آیا بیمارانی با علائم خاص درمان شده‌اند یا خیر. این به پزشک اجازه میدهد تا بدون دسترسی به داده های واقعی در پایگاه داده، اطلاعاتی در مورد بیماران خود به دست آورد.
FHE چه تفاوتی با سایر اشکال رمزگذاری همومورفیک دارد؟
از نظر امکان محاسبات روی داده های رمزگذاری شده، رمزگذاری همومورفیک انواع مختلفی دارد: ضعیف، حدودی، کامل و خیلی کامل
نوع رمزگذاری حدودی همومورفیک و تا حدودی هم شکل تنها نوع خاصی از عملیات را روی داده های رمزگذاری شده امکان پذیر میکند، آن هم با تکرار محدود. رمزگذاری کاملا همومورفیک از تعداد نامحدودی عملیات روی داده های رمزگذاری شده پشتیبانی میکند. همچنین، تعداد عملیات را میتوان نا محدود اعمال کرد.
مزایای رمزگذاری کاملا همومورفیک
- FHE میتواند برای ذخیره داده های خصوصی حساس در سرورهای شخص ثالث مورد استفاده قرار گیرد و همچنان امکان محاسبه بر روی آن داده های خصوصی را فراهم میکند و در عین حال رمزگذاری شده نگه میدارد. مدیران سرور نمیتوانند دریابند که چه محاسباتی روی داده های خصوصی انجام شده است (با فرض اجرای ایمن FHE).
- FHE تعادل بین قابلیت استفاده از داده ها و حریم خصوصی آن را حذف میکند. حریم خصوصی داده ها بدون نیاز به پوشاندن یا حذف هیچ ویژگی حفظ میشود.
- اجرای صحیح FHE به معنای انعطاف پذیری بالا در برابر حملات کوانتومی است که این طرح را از نظر کوانتومی ایمن میکند.
FHE هنوز در حال ظهور است و از نظر تجاری غیرممکن تلقی میشود، بنابراین قبل از اینکه به طور گسترده قابل استفاده شود، باید تحقیقات زیادی انجام شود.