Fully Homomorphic Encryption

Tamamen Homomorfik Şifreleme Nedir?

Bu yöntem, büyük miktarda verinin işlenmesinin gerekli olduğu, ancak hassas veya özel bilgilerin üçüncü taraflardan gizli tutulması gereken bulut bilgi işlem ve büyük veri analitiği gibi kullanım senaryolarında fazlasıyla işe yarar.

Fikir baştan kulağa imkansız gelebilir. Nasıl olur da, verilerin şifresi çözülmeden toplama ve çarpma gibi işlemler yapılabilir ki?

Bilindiği üzere geleneksel şifreleme şemalarında şifreleme ve çözme anahtarları ayrıdır. Haliyle şifreli veriler üzerinde işlem yapmak için önce bunların çözülmesi gerekir.

Tamamen homomorfik şifreleme (FHE) sayesinde, farklı bir şifreleme anahtarınız daha olur. Bu sayede, geleneksel şemaların aksine, şifre çözülmeden düz metin üzerinde hesaplama yapılabilir.

Homomorfik Şifrelemenin Faydaları

Hesaplama yapan tarafa ifşada bulunmadan hassas veriler üzerinde hesaplama yapılmasına izin veren, son derece yararlı yöntemdir.

Örneğin, tamamen homomorfik şifrelenmiş tıbbi bilgilerden oluşan bir veri tabanı düşünelim. Belirli semptomları olan hastaların tedavi edilip edilmediğini belirlemek için veri tabanında sorgulama yapmak isteyen doktora uygun şifreleme anahtarı verilebilir. Bu sayede doktor, veri tabanındaki gerçek verilere erişmeden hastalar hakkında yüzeysel bilgi edinebilir.

Diğer Homomorfik Şifreleme Formları ile FHE Arasındaki Farklar Neler?

Şifrelenmiş veriler üzerinden hesaplama yapma imkanı açısından homomorfik şifrelemenin kısmi, az, tam kademeli ve tamamen homomorfik şifreleme olmak üzere farklı türleri bulunur.

Kısmi ve az homomorfik yapılarda, şifrelenmiş veriler üzerinde yalnızca belirli türlerde ve sınırlı sayıda işlem yapmaya izin verilir.

Tamamen homomorfik şifreleme ise, şifreli veriler üzerinde hiçbir sınır olmadan işlem desteği sunar. Ayrıca bu işlemler istenildiği kadar tekrarlanabilir.

Tamamen Homomorfik Şifrelemenin Artıları

• FHE sayesinde hassas özel veriler üçüncü parti sunucularda depolanabilir. Bu özel veriler şifreli kalmaya devam ederken üzerinde hesaplama yapılabilir. Güvenli bir FHE uygulamasının bulunduğu varsayılırsa, sunucu yöneticileri özel veriler üzerinde hangi hesaplamaların yapıldığını bulamaz.
• FHE, verilerin kullanılabilirliği ile gizliliği arasındaki dengeyi ortadan kaldırır. Herhangi bir özelliğin maskelenmesi veya kaldırılması gerekmeden veri gizliliği korunur.
• Düzgün bir FHE uygulaması, kuantum saldırılarına karşı üst düzey dayanıklılık anlamına gelir. Haliyle bu şema, kuantum işleme açısından da güvenlidir.

FHE hala geliştirilme aşamasında ve son kullanıcı tarafından erişilebilir değil. Genel kullanıma açılmadan önce üzerinde çok fazla araştırma yapılması gerekli.