全同态加密技术简介及应用场景

全同态加密(FHE)是一种特殊的加密方案,允许在不解密的情况下直接对密文进行函数计算,从而保护数据隐私。与静态加密和传输加密不同,FHE能够在保护隐私的同时进行复杂的数据处理。

FHE的主要特点包括:

1. 可以在密文上执行任意函数计算,得到加密后的结果。

2. 计算过程是公开的,但不会泄露原始数据。

3. 输出结果的大小仅与原始数据有关,与计算复杂度无关。

4. 安全性基于密码学算法,不依赖硬件设备。

FHE通常使用三种密钥:

• 解密密钥:系统主密钥,用于解密密文。
• 加密密钥:用于将明文转换为密文。
• 计算密钥:用于对密文进行同态运算。

FHE的几种常见应用模式包括:

1. 外包模式:将敏感数据加密后交给云服务商处理,适用于私有信息检索等场景。

2. 两方计算模式:双方各自贡献私密数据进行联合计算,如"百万富翁问题"。

3. 聚合模式:将多方数据以紧凑方式聚合,适用于联邦学习、在线投票等。

4. 客户端-服务器模式:服务器为多个客户端提供私有AI模型等计算服务。

FHE的优势在于可以保护数据隐私,同时实现复杂的数据处理。但目前计算开销较大,需要进一步优化和硬件加速。未来FHE有望在隐私计算、安全多方计算等领域发挥重要作用。