全同態加密技術簡介及應用場景

全同態加密(FHE)是一種特殊的加密方案,允許在不解密的情況下直接對密文進行函數計算,從而保護數據隱私。與靜態加密和傳輸加密不同,FHE能夠在保護隱私的同時進行復雜的數據處理。

FHE的主要特點包括:

1. 可以在密文上執行任意函數計算,得到加密後的結果。

2. 計算過程是公開的,但不會泄露原始數據。

3. 輸出結果的大小僅與原始數據有關,與計算復雜度無關。

4. 安全性基於密碼學算法,不依賴硬件設備。

FHE通常使用三種密鑰:

• 解密密鑰:系統主密鑰,用於解密密文。
• 加密密鑰:用於將明文轉換爲密文。
• 計算密鑰:用於對密文進行同態運算。

FHE的幾種常見應用模式包括:

1. 外包模式:將敏感數據加密後交給雲服務商處理,適用於私有信息檢索等場景。

2. 兩方計算模式:雙方各自貢獻私密數據進行聯合計算,如"百萬富翁問題"。

3. 聚合模式:將多方數據以緊湊方式聚合,適用於聯邦學習、在線投票等。

4. 客戶端-服務器模式:服務器爲多個客戶端提供私有AI模型等計算服務。

FHE的優勢在於可以保護數據隱私,同時實現復雜的數據處理。但目前計算開銷較大,需要進一步優化和硬件加速。未來FHE有望在隱私計算、安全多方計算等領域發揮重要作用。