Criptografia Totalmente Homomórfica

O que é criptografia totalmente homomórfica?

Isso fornece funcionalidade poderosa para casos de uso como computação em nuvem e análise de big data, onde o processamento de grandes quantidades de dados é necessário, mas informações confidenciais ou proprietárias devem ser mantidas privadas de terceiros.

Essa ideia parece impossível. Como você pode realizar operações (adição, multiplicação, etc.) em dados sem descriptografá-los?

O problema é que as chaves para criptografia e descriptografia são separadas nos esquemas de criptografia tradicionais, e a execução de operações em dados criptografados requer descriptografá-los primeiro.

Com a criptografia totalmente homomórfica (FHE), você também tem uma chave de criptografia, mas, ao contrário dos esquemas tradicionais, pode computar em texto sem formatação de maneira arbitrária sem nunca descriptografá-lo.

A utilidade da criptografia homomórfica

É uma propriedade tremendamente útil, permitindo o cálculo de dados confidenciais sem revelá-los à entidade que executa o cálculo.

Por exemplo, considere um banco de dados de informações médicas totalmente criptografado homomórfico. Uma chave de criptografia pode ser fornecida a um médico, que pode realizar consultas no banco de dados para determinar se pacientes com sintomas específicos foram tratados. Isso permite que o médico obtenha informações sobre seus pacientes sem ter acesso aos dados reais no banco de dados.

Como o FHE é diferente de outras formas de criptografia homomórfica?

Em termos da possibilidade de cálculos sobre dados criptografados, a criptografia homomórfica tem diferentes tipos; parcial, um pouco, totalmente nivelado e criptografia totalmente homomórfica.

Parcialmente homomórfico e um pouco homomórfico permitem apenas um tipo particular de operação sobre dados criptografados, também com repetição limitada.

A criptografia totalmente homomórfica suporta um número ilimitado de operações sobre dados criptografados. Além disso, a operação pode ser aplicada um número ilimitado de vezes.

Benefícios da criptografia totalmente homomórfica

• O FHE pode ser usado para armazenar dados privados confidenciais em servidores de terceiros e ainda permitir a computação desses dados privados, mantendo-os criptografados. Os administradores do servidor não podem descobrir quais cálculos foram feitos nos dados privados (assumindo uma implementação segura de FHE).
• O FHE elimina a compensação entre a usabilidade dos dados e sua privacidade. A privacidade dos dados é preservada sem a necessidade de mascarar ou remover qualquer recurso.
• A implementação adequada do FHE significa resiliência de ponta contra ataques quânticos, tornando esse esquema seguro contra quântico.

O FHE ainda está emergindo e é visto como comercialmente inviável, então muita pesquisa deve ser feita antes que ele se torne extensivamente utilizável.