Cifrado totalmente homomórfico (FHE): un avance revolucionario en privacidad e informática

La encriptación completamente homomórfica (FHE) es una técnica avanzada de encriptación que permite realizar cálculos sobre datos encriptados sin necesidad de desencriptarlos. Este concepto fue propuesto por primera vez en la década de 1970, pero no fue hasta el trabajo pionero de Craig Gentry en 2009 que se hizo posible. El núcleo de la FHE radica en su homomorfismo, es decir, las operaciones realizadas sobre el texto cifrado son equivalentes a las mismas operaciones realizadas sobre el texto plano.

Las características clave de FHE incluyen:

1. Soporta operaciones de adición y multiplicación
2. Capacidad para realizar operaciones infinitas
3. La gestión del ruido es necesaria para garantizar la precisión de los cálculos

En comparación con la encriptación homomórfica parcial (PHE) y algún tipo de encriptación homomórfica (SHE), la encriptación completamente homomórfica (FHE) ofrece una capacidad de cálculo encriptado más completa. Sin embargo, la FHE también enfrenta desafíos de eficiencia computacional, ya que el cálculo sobre texto cifrado puede ser miles o incluso millones de veces más costoso que el cálculo sobre texto plano.

En el espacio blockchain, se espera que FHE se convierta en una tecnología clave para resolver la escalabilidad y la protección de la privacidad. Puede transformar una cadena de bloques transparente en una forma parcialmente encriptada mientras mantiene el control de los contratos inteligentes. Algunos proyectos están desarrollando máquinas virtuales FHE que permiten a los programadores escribir código de contrato inteligente que manipula primitivas FHE. Este enfoque no solo resuelve los problemas de privacidad, sino que también puede habilitar aplicaciones como pagos con criptomonedas, juegos y más.

FHE también puede mejorar la disponibilidad de los proyectos de privacidad existentes a través de la recuperación de mensajes privados (OMR), abordando problemas como la latencia de sincronización. Sin embargo, FHE por sí mismo no aborda directamente el problema de escalabilidad de blockchain, y puede necesitar combinarse con pruebas de cero conocimiento (ZKP) para enfrentar este desafío.

FHE y ZKP son tecnologías complementarias, cada una con diferentes escenarios de aplicación. ZKP proporciona cálculos verificables y propiedades de conocimiento cero, mientras que FHE permite realizar cálculos sobre datos encriptados sin revelar los datos en sí. Combinar ambas podría aumentar significativamente la complejidad computacional, por lo que es necesario sopesar según el caso de uso específico.

Actualmente, el desarrollo de FHE está aproximadamente tres a cuatro años detrás de ZKP, pero está alcanzando rápidamente. Los proyectos de primera generación de FHE han comenzado a probarse, y se espera que la red principal se lance en breve. Aunque FHE aún enfrenta desafíos como la eficiencia computacional y la gestión de claves, su potencial para aplicaciones a gran escala es enorme.

En cuanto al mercado, varias empresas están desarrollando tecnologías y aplicaciones relacionadas con la FHE. Entre estas empresas se encuentran Arcium, que se centra en la informática confidencial, Cysic, que proporciona la computación como servicio ZK, Zama, que desarrolla soluciones FHE, Sunscreen, que crea aplicaciones de privacidad, Octra, que propone el concepto HFHE, Fhenix, que desarrolla FHE Layer 2, Mind Network, que se centra en DePIN e IA, e Inco Network, que construye la capa 1 de computación confidencial. Estas empresas han recibido un importante apoyo financiero de conocidas instituciones de inversión, lo que refleja el alto nivel de interés del mercado en la tecnología FHE.

! Progreso y aplicación del cifrado totalmente homomórfico (FHE)

El desarrollo de la FHE también enfrenta los desafíos del entorno regulatorio. Si bien la privacidad de los datos generalmente es compatible, la privacidad financiera permanece en un área gris regulatoria. La FHE tiene el potencial de mejorar la protección de la privacidad de los datos al tiempo que mantiene los beneficios sociales, como la publicidad dirigida.

En los próximos años, con la continua mejora de la teoría, el software, el hardware y los algoritmos, se espera que la encriptación completamente homomórfica se vuelva más práctica y se aplique de manera más amplia. Esta tecnología está pasando de la fase de investigación teórica a la fase de aplicación práctica, y se anticipa que en los próximos tres a cinco años se lograrán avances significativos, lo que traerá una revolución en el campo de la encriptación.