การเข้ารหัสกล่าวว่า FHE เป็นขั้นตอนต่อไปสําหรับ ZK

กลางJun 19, 2024
ความจําเป็นในการปรับขนาดของ Ethereum ได้นําไปสู่การพัฒนาโซลูชัน Layer 2 โดยมี ZK/OP rollups กลายเป็นผู้เล่นหลัก ก่อให้เกิดฉันทามติ ZK ในระยะสั้นและระยะยาว OP โดยเน้นที่ ARB, OP, zkSync และ StarkNet เป็นคู่แข่งหลัก ผู้ใช้ Web3 ให้ความสําคัญกับความเป็นส่วนตัวเฉพาะเมื่อให้มูลค่าทางเศรษฐกิจ ต้นทุนการเข้ารหัสของ FHE ยิ่งเป็นภาระต่อประสิทธิภาพแบบ on-chain ที่ต่ําอยู่แล้ว และการปรับใช้ขนาดใหญ่จะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อผลประโยชน์ที่สําคัญแสดงให้เห็นถึงต้นทุน สําหรับลูกค้าสถาบันที่ต้องการบล็อกเชนสาธารณะ แต่ไม่เต็มใจที่จะเปิดเผยข้อมูลทั้งหมดความสามารถของ FHE ในการแสดงและแลกเปลี่ยนข้อความเข้ารหัสนั้นเหมาะสมกว่า ZKP
การเข้ารหัสกล่าวว่า FHE เป็นขั้นตอนต่อไปสําหรับ ZK

Cryptography กล่าวว่า FHE เป็นขั้นตอนต่อไปสําหรับ ZK

เส้นทางการพัฒนาของ cryptocurrencies นั้นชัดเจน: Bitcoin แนะนํา cryptocurrency, Ethereum แนะนําเครือข่ายสาธารณะ, Tether สร้าง stablecoins และ BitMEX แนะนําสัญญาถาวรร่วมกันสร้างตลาดล้านล้านดอลลาร์ที่มีเรื่องราวความมั่งคั่งนับไม่ถ้วนและความฝันของการกระจายอํานาจ

วิถีของเทคโนโลยีการเข้ารหัสมีความชัดเจนน้อยกว่า อัลกอริธึมฉันทามติต่างๆและการออกแบบที่ซับซ้อนถูกบดบังด้วยระบบการปักหลักและระบบหลายลายเซ็นซึ่งเป็นเสาหลักที่แท้จริงของระบบการเข้ารหัสลับ ตัวอย่างเช่นหากไม่มีการปักหลักแบบกระจายอํานาจโซลูชัน BTC L2 ส่วนใหญ่จะไม่มีอยู่จริง การสํารวจการปักหลักพื้นเมืองมูลค่า 70 ล้านดอลลาร์ของบาบิโลนเป็นตัวอย่างทิศทางนี้

บทความนี้พยายามสรุปประวัติการพัฒนาของเทคโนโลยีการเข้ารหัสซึ่งแตกต่างจากการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีต่างๆในอุตสาหกรรมการเข้ารหัสลับเช่นความสัมพันธ์ระหว่าง FHE, ZK และ MPC จากมุมมองของแอปพลิเคชันคร่าวๆ MPC จะใช้ในขั้นต้น FHE สําหรับการคํานวณระดับกลางและ ZK สําหรับการพิสูจน์ขั้นสุดท้าย ตามลําดับเวลา ZK เป็นอันดับแรกตามด้วยการเพิ่มขึ้นของกระเป๋าเงิน AA จากนั้น MPC ได้รับความสนใจและเร่งการพัฒนาในขณะที่ FHE ซึ่งคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในปี 2020 เริ่มได้รับแรงฉุดในปี 2024 เท่านั้น


MPC/FHE/ZKP

FHE แตกต่างจาก ZK, MPC และอัลกอริธึมการเข้ารหัสปัจจุบันทั้งหมด ซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยีการเข้ารหัสแบบสมมาตรหรือไม่สมมาตรซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างระบบที่ "ไม่แตกหัก" เพื่อความปลอดภัยอย่างแท้จริง FHE มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ข้อมูลที่เข้ารหัสทํางานได้ การเข้ารหัสและการถอดรหัสมีความสําคัญ แต่ข้อมูลระหว่างการเข้ารหัสและการถอดรหัสก็ควรมีประโยชน์เช่นกัน

Theoretical Foundation และ Web2 Adoption Before Web3

FHE เป็นเทคโนโลยีพื้นฐานที่มีการสํารวจทางทฤษฎีที่สมบูรณ์ด้วยการมีส่วนร่วมที่สําคัญจากยักษ์ใหญ่ Web2 เช่น Microsoft, Intel, IBM และ DARPA-supported Duality ซึ่งได้เตรียมการดัดแปลงซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์และเครื่องมือการพัฒนา

ข่าวดีก็คือยักษ์ใหญ่ Web2 ก็ไม่รู้ว่าจะทําอย่างไรกับ FHE เริ่มจากนี้ Web3 ยังไม่สาย ข่าวร้ายก็คือการปรับตัวของ Web3 เกือบจะเป็นศูนย์ Bitcoin และ Ethereum กระแสหลักไม่สามารถรองรับอัลกอริทึม FHE ได้ แม้ว่า Ethereum จะเรียกว่าคอมพิวเตอร์โลก แต่การคํานวณ FHE อาจใช้เวลาตลอดไป

เรามุ่งเน้นไปที่การสํารวจ Web3 โดยสังเกตว่ายักษ์ใหญ่ Web2 มีความกระตือรือร้นใน FHE และได้ทําพื้นฐานที่กว้างขวาง

นี่เป็นเพราะตั้งแต่ปี 2020 ถึง 2024 Vitalik มุ่งเน้นไปที่ ZK

ที่นี่ฉันอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของ ZK หลังจาก Ethereum สร้างเส้นทางการปรับขนาด Rollup ฟังก์ชันการบีบอัดสถานะของ ZK ได้ลดขนาดข้อมูลจาก L2 เป็น L1 ลงอย่างมากซึ่งให้มูลค่าทางเศรษฐกิจมหาศาล นี่คือทฤษฎี การกระจายตัวของ L2 ปัญหาซีเควนเซอร์และปัญหาค่าธรรมเนียมผู้ใช้เป็นความท้าทายใหม่ที่การพัฒนาจะแก้ไข

โดยสรุป Ethereum จําเป็นต้องปรับขนาดสร้างเส้นทางการพัฒนาเลเยอร์ 2 ZK/OP rollups กําลังแข่งขันกันสร้างฉันทามติ ZK ระยะสั้นและระยะยาว OP โดยมี ARB, OP, zkSync และ StarkNet กลายเป็นผู้เล่นหลัก

มูลค่าทางเศรษฐกิจเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการยอมรับของ ZK ในโลก crypto โดยเฉพาะ Ethereum ดังนั้นลักษณะทางเทคนิคของ FHE จะไม่มีรายละเอียดที่นี่ จุดเน้นคือการตรวจสอบว่า FHE สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของ Web3 หรือลดต้นทุนการดําเนินงานได้โดยการลดต้นทุนหรือเพิ่มประสิทธิภาพ

ประวัติการพัฒนา FHE และความสําเร็จ

ขั้นแรกให้แยกความแตกต่างระหว่างการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกและการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์ พูดอย่างเคร่งครัดการเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์เป็นกรณีพิเศษ การเข้ารหัสแบบ Homomorphic หมายถึง "การบวกหรือการคูณของข้อความเข้ารหัสเทียบเท่ากับการบวกหรือการคูณของข้อความธรรมดา" ความเท่าเทียมกันนี้เผชิญกับความท้าทายสองประการ:

  1. การควบคุมเสียงรบกวน: ความเท่าเทียมกันระหว่างข้อความธรรมดากับข้อความเข้ารหัสเกี่ยวข้องกับการเพิ่มสัญญาณรบกวนและการเบี่ยงเบนสัญญาณรบกวนที่มากเกินไปอาจทําให้การคํานวณล้มเหลว การควบคุมอัลกอริธึมเสียงรบกวนเป็นกุญแจสําคัญ
  2. ต้นทุนการคํานวณ: การบวกและการคูณมีราคาแพงโดยการคํานวณ ciphertext อาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่าข้อความธรรมดา 10,000 ถึง 1,000,000 เท่า การบรรลุการบวกและการคูณแบบไม่ จํากัด เป็นจุดเด่นของการเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์ วิธีการเข้ารหัสแบบ homomorphic ต่างๆมีค่าที่ไม่ซ้ํากันโดยแบ่งเป็นดังนี้:
  • การเข้ารหัสแบบ homomorphic บางส่วน: อนุญาตให้ดําเนินการอย่างจํากัดกับข้อมูลที่เข้ารหัส เช่น การบวกหรือการคูณ การเข้ารหัสแบบ homomorphic ค่อนข้าง: อนุญาตให้มีการบวกและการคูณจํานวน จํากัด
  • การเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์: อนุญาตให้มีการบวกและการคูณไม่ จํากัด สําหรับการคํานวณข้อมูลที่เข้ารหัส

การพัฒนาการเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์ (FHE) ย้อนกลับไปในปี 2009 เมื่อ Craig Gentry เสนออัลกอริธึม homomorphic เต็มรูปแบบโดยใช้โครงตาข่ายในอุดมคติซึ่งเป็นโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถกําหนดชุดของจุดในพื้นที่หลายมิติที่ตอบสนองความสัมพันธ์เชิงเส้นที่เฉพาะเจาะจง

โครงร่างของ Gentry ใช้ตาข่ายในอุดมคติเพื่อแสดงคีย์และข้อมูลที่เข้ารหัสทําให้ข้อมูลที่เข้ารหัสสามารถทํางานได้ในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัว Bootstrapping ช่วยลดเสียงรบกวนซึ่งเข้าใจว่า "ดึงตัวเองขึ้นโดย bootstraps ของตัวเอง" ในทางปฏิบัติหมายถึงการเข้ารหัสข้อความเข้ารหัส FHE อีกครั้งเพื่อลดเสียงรบกวนในขณะที่รักษาความลับและสนับสนุนการดําเนินงานที่ซับซ้อน (Bootstrapping เป็นสิ่งสําคัญสําหรับการใช้งานจริงของ FHE แต่จะไม่มีรายละเอียดเพิ่มเติม)

อัลกอริธึมนี้เป็นก้าวสําคัญที่พิสูจน์ความเป็นไปได้ของ FHE ในด้านวิศวกรรม แต่ด้วยต้นทุนมหาศาลซึ่งต้องใช้เวลาสามสิบนาทีสําหรับขั้นตอนการคํานวณหนึ่งขั้นตอนทําให้ทําไม่ได้

หลังจากแก้ปัญหา 0 ถึง 1 ขั้นตอนต่อไปคือการปฏิบัติจริงขนาดใหญ่ซึ่งเกี่ยวข้องกับการออกแบบอัลกอริทึมตามสมมติฐานทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างกัน นอกจากโครงตาข่ายในอุดมคติแล้ว LWE (Learning with Errors) และรูปแบบต่างๆ ยังเป็นแบบแผนทั่วไป

ในปี 2012 Zvika Brakerski, Craig Gentry และ Vinod Vaikuntanathan ได้เสนอโครงการ BGV ซึ่งเป็นโครงการ FHE รุ่นที่สอง ผลงานที่สําคัญคือเทคโนโลยีการสลับโมดูลัสควบคุมการเพิ่มเสียงรบกวนจากการทํางานแบบโฮโมมอร์ฟิกได้อย่างมีประสิทธิภาพและสร้าง FHE แบบปรับระดับสําหรับความลึกในการคํานวณที่กําหนด

รูปแบบที่คล้ายกัน ได้แก่ BFV และ CKKS โดยเฉพาะ CKKS ซึ่งสนับสนุนการดําเนินงานแบบจุดลอยตัว แต่เพิ่มการใช้ทรัพยากรการคํานวณซึ่งต้องการโซลูชันที่ดีกว่า

ในที่สุดแผนการ TFHE และ FHEW โดยเฉพาะ TFHE อัลกอริทึมที่ต้องการของ Zama สั้น ๆ ปัญหาเสียงรบกวนของ FHE สามารถลดลงได้ผ่าน bootstrapping ของ Gentry TFHE ประสบความสําเร็จในการบูตสแตรปที่มีประสิทธิภาพพร้อมการรับประกันที่แม่นยําซึ่งเหมาะสําหรับการรวมบล็อกเชน

เราหยุดที่การแนะนําแผนการต่างๆ ความแตกต่างของพวกเขาไม่ได้เกี่ยวกับความเหนือกว่า แต่เป็นสถานการณ์ที่แตกต่างกันโดยทั่วไปต้องการการสนับสนุนซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพ แม้แต่โครงการ TFHE ก็จําเป็นต้องแก้ปัญหาฮาร์ดแวร์สําหรับการใช้งานขนาดใหญ่ FHE ต้องพัฒนาฮาร์ดแวร์พร้อมกันตั้งแต่เริ่มต้นอย่างน้อยก็ในการเข้ารหัส

เว็บ 2 OpenFHE VS Web3 Zama

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วยักษ์ใหญ่ Web2 กําลังสํารวจและบรรลุผลในทางปฏิบัติสรุปที่นี่ด้วยสถานการณ์แอปพลิเคชัน Web3

ลดความซับซ้อน IBM มีส่วนร่วมในไลบรารี Helib ซึ่งส่วนใหญ่สนับสนุน BGV และ CKKS ไลบรารี SEAL ของ Microsoft รองรับ CKKS และ BFV โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Song Yongsoo ผู้เขียน CKKS มีส่วนร่วมในการออกแบบและพัฒนาของ SEAL OpenFHE เป็น OpenFHE ที่ครอบคลุมที่สุดพัฒนาโดย Duality ที่รองรับ DARPA รองรับ BGV, BFV, CKKS, TFHE และ FHEW ซึ่งอาจเป็นไลบรารี FHE ที่สมบูรณ์แบบที่สุดในตลาด

OpenFHE ได้สํารวจความร่วมมือกับไลบรารีการเร่งความเร็ว CPU ของ Intel และใช้อินเทอร์เฟซ CUDA ของ NVIDIA สําหรับการเร่งความเร็ว GPU อย่างไรก็ตามการสนับสนุนล่าสุดของ CUDA สําหรับ FHE หยุดลงในปี 2018 โดยไม่พบการอัปเดต การแก้ไขยินดีต้อนรับหากเข้าใจผิด

OpenFHE รองรับภาษา C ++ และ Python โดยมี Rust API อยู่ระหว่างการพัฒนาโดยมีเป้าหมายเพื่อมอบความสามารถแบบแยกส่วนและข้ามแพลตฟอร์มที่เรียบง่ายครอบคลุม สําหรับนักพัฒนา Web2 นี่เป็นโซลูชันนอกกรอบที่ง่ายที่สุด

สําหรับนักพัฒนา Web3 ความยากจะเพิ่มขึ้น ถูก จํากัด ด้วยพลังการประมวลผลที่อ่อนแอเครือข่ายสาธารณะส่วนใหญ่ไม่สามารถรองรับอัลกอริทึม FHE ได้ ระบบนิเวศของ Bitcoin และ Ethereum ในปัจจุบันขาด "ความต้องการทางเศรษฐกิจ" สําหรับ FHE ความต้องการการส่งข้อมูล L2—>L1 ที่มีประสิทธิภาพเป็นแรงบันดาลใจให้อัลกอริทึม ZK ลงจอด FHE เพื่อประโยชน์ของ FHE ก็เหมือนกับการตีตะปูด้วยค้อนบังคับให้จับคู่เพิ่มต้นทุน

หลักการทํางานของ FHE+EVM

ส่วนต่อไปนี้จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับปัญหาในปัจจุบันและสถานการณ์การลงจอดที่เป็นไปได้ซึ่งส่วนใหญ่ทําให้นักพัฒนา Web3 มีความมั่นใจ ในปี 2024 Zama ได้รับเงินทุนที่เกี่ยวข้องกับ FHE ที่ใหญ่ที่สุดในการเข้ารหัสนําโดย Multicoin ระดมทุนได้ 73 ล้านดอลลาร์ Zama มีไลบรารีอัลกอริทึม TFHE และ fhEVM รองรับการพัฒนาโซ่ที่เข้ากันได้กับ EVM ที่มีความสามารถ FHE

ปัญหาด้านประสิทธิภาพสามารถแก้ไขได้ผ่านความร่วมมือระหว่างซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์เท่านั้น ปัญหาหนึ่งคือ EVM ไม่สามารถเรียกใช้สัญญา FHE ได้โดยตรงไม่ขัดแย้งกับโซลูชัน fhEVM ของ Zama Zama สร้างห่วงโซ่ที่รวมคุณสมบัติ FHE เข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น Shiba Inu วางแผนห่วงโซ่เลเยอร์ 3 ตามโซลูชันของ Zama การสร้างห่วงโซ่ใหม่ที่รองรับ FHE ไม่ใช่เรื่องยาก แต่การเปิดใช้งาน Ethereum EVM เพื่อปรับใช้สัญญา FHE ต้องใช้การสนับสนุน Opcode ของ Ethereum ข่าวดีก็คือ Fair Math และ OpenFHE ร่วมเป็นเจ้าภาพจัดการแข่งขัน FHERMA สนับสนุนให้นักพัฒนาเขียน Opcode ของ EVM ใหม่และสํารวจความเป็นไปได้ในการผสานรวม

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือการเร่งฮาร์ดแวร์ เครือข่ายสาธารณะที่มีประสิทธิภาพสูงเช่น Solana ที่สนับสนุนการปรับใช้สัญญา FHE อาจครอบงําโหนดของพวกเขา ฮาร์ดแวร์ Native FHE ประกอบด้วย 3PU™ (Privacy Protecting Processing Unit) ของ Chain Reaction ซึ่งเป็นโซลูชัน ASIC Zama และ Inco กําลังสํารวจความเป็นไปได้ในการเร่งฮาร์ดแวร์ ตัวอย่างเช่น TPS ปัจจุบันของ Zama อยู่ที่ประมาณ 5 Inco บรรลุ 10 TPS และ Inco เชื่อว่าการเร่งฮาร์ดแวร์ FPGA สามารถเพิ่ม TPS เป็น 100-1000

ความกังวลเรื่องความเร็วไม่จําเป็นต้องมากเกินไป โซลูชันการเร่งฮาร์ดแวร์ ZK ที่มีอยู่สามารถปรับให้เข้ากับโซลูชัน FHE ได้ ดังนั้นการอภิปรายจะไม่ออกแบบปัญหาความเร็วมากเกินไป แต่มุ่งเน้นไปที่การค้นหาสถานการณ์และการแก้ปัญหาความเข้ากันได้ของ EVM

Dark Pool Collapse: FHE X Crypto Future Promising

เมื่อ Multicoin เป็นผู้นําการลงทุนใน Zama พวกเขาประกาศอย่างกล้าหาญว่า ZKP เป็นเรื่องของอดีตและ FHE เป็นตัวแทนของอนาคต คําทํานายนี้จะเป็นจริงหรือไม่ยังคงต้องรอดู เนื่องจากความเป็นจริงมักเป็นเรื่องที่ท้าทาย หลังจาก Zama, Inco Network และ Fhenix ได้สร้างพันธมิตรที่ซ่อนอยู่ในระบบนิเวศ fhEVM โดยแต่ละแห่งมุ่งเน้นไปที่แง่มุมที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปจะทํางานเพื่อรวม FHE เข้ากับระบบนิเวศ EVM

เวลาเป็นกุญแจสําคัญดังนั้นเรามาเริ่มกันที่ความสมจริง

ปี 2024 อาจเป็นปีที่ยิ่งใหญ่สําหรับ FHE แต่ Elusiv ซึ่งเริ่มต้นในปี 2022 ได้หยุดดําเนินการแล้ว ในตอนแรก Elusiv เป็นโปรโตคอล "dark pool" บน Solana แต่ตอนนี้ที่เก็บโค้ดและเอกสารถูกลบไปแล้ว

ในท้ายที่สุด FHE ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบทางเทคนิคยังคงต้องใช้ควบคู่ไปกับเทคโนโลยีเช่น MPC / ZKP เราจําเป็นต้องตรวจสอบว่า FHE สามารถเปลี่ยนกระบวนทัศน์บล็อกเชนปัจจุบันได้อย่างไร

ก่อนอื่นต้องเข้าใจว่าการคิด FHE จะช่วยเพิ่มความเป็นส่วนตัวและมีมูลค่าทางเศรษฐกิจนั้นไม่ถูกต้อง จากการปฏิบัติที่ผ่านมา Web3 หรือผู้ใช้ on-chain ไม่สนใจความเป็นส่วนตัวมากนักเว้นแต่จะให้มูลค่าทางเศรษฐกิจ ตัวอย่างเช่นแฮกเกอร์ใช้ Tornado Cash เพื่อซ่อนเงินที่ถูกขโมยในขณะที่ผู้ใช้ทั่วไปชอบ Uniswap เพราะการใช้ Tornado Cash ทําให้เสียเวลาหรือค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจเพิ่มเติม

ต้นทุนการเข้ารหัสของ FHE ยิ่งเป็นภาระต่อประสิทธิภาพแบบ on-chain ที่อ่อนแออยู่แล้ว การปกป้องความเป็นส่วนตัวสามารถส่งเสริมได้ในขนาดใหญ่หากค่าใช้จ่ายนี้ก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมาก ตัวอย่างเช่นการออกพันธบัตรและการซื้อขายในทิศทาง RWA ในเดือนมิถุนายน 2023 BOC International ได้ออก "บันทึกโครงสร้างดิจิทัลบล็อกเชน" ผ่าน UBS ในฮ่องกงสําหรับลูกค้าในเอเชียแปซิฟิกโดยอ้างว่าใช้ Ethereum แต่ไม่พบที่อยู่สัญญาและที่อยู่การจัดจําหน่าย หากใครสามารถค้นหาได้โปรดระบุข้อมูล

ตัวอย่างนี้เน้นถึงความสําคัญของ FHE ลูกค้าสถาบันจําเป็นต้องใช้บล็อกเชนสาธารณะ แต่ไม่ต้องการเปิดเผยข้อมูลทั้งหมด ดังนั้นคุณสมบัติของ FHE ในการแสดงข้อความเข้ารหัสซึ่งสามารถซื้อขายได้โดยตรงจึงเหมาะสมกว่า ZKP

สําหรับนักลงทุนรายย่อยรายย่อย FHE ยังคงเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ค่อนข้างห่างไกล กรณีการใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ การต่อต้าน MEV ธุรกรรมส่วนตัวเครือข่ายที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นและการป้องกันการสอดแนมของบุคคลที่สาม อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ความต้องการหลักและการใช้ FHE ตอนนี้ทําให้เครือข่ายช้าลง ตรงไปตรงมาช่วงเวลาสําคัญของ FHE ยังไม่มาถึง

ท้ายที่สุดความเป็นส่วนตัวไม่ใช่ความต้องการที่แข็งแกร่ง มีเพียงไม่กี่คนที่ยินดีจ่ายเบี้ยประกันภัยเพื่อความเป็นส่วนตัวในฐานะบริการสาธารณะ เราจําเป็นต้องค้นหาสถานการณ์ที่คุณสมบัติที่คํานวณได้ของข้อมูลที่เข้ารหัสของ FHE สามารถประหยัดต้นทุนหรือปรับปรุงประสิทธิภาพการทําธุรกรรมสร้างโมเมนตัมที่ขับเคลื่อนด้วยตลาด ตัวอย่างเช่นมีโซลูชันต่อต้าน MEV มากมายและโหนดส่วนกลางสามารถแก้ปัญหาได้ FHE ไม่ได้กล่าวถึงจุดปวดโดยตรง

อีกประเด็นหนึ่งคือประสิทธิภาพการประมวลผล บนพื้นผิวนี่เป็นปัญหาทางเทคนิคที่ต้องการการเร่งฮาร์ดแวร์หรือการเพิ่มประสิทธิภาพอัลกอริทึม แต่โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นการขาดความต้องการของตลาดโดยไม่มีแรงจูงใจสําหรับฝ่ายโครงการที่จะแข่งขัน ประสิทธิภาพการประมวลผลเป็นผลมาจากการแข่งขัน ตัวอย่างเช่นในความต้องการของตลาดที่เฟื่องฟูเส้นทาง SNARK และ STARK แข่งขันกันโดยมี ZK Rollups ต่างๆแข่งขันกันอย่างดุเดือดตั้งแต่ภาษาการเขียนโปรแกรมไปจนถึงความเข้ากันได้ การพัฒนาของ ZK เป็นไปอย่างรวดเร็วภายใต้การผลักดันของเงินด่วน

สถานการณ์การใช้งานและการใช้งานเป็นจุดเปลี่ยนสําหรับ FHE ที่จะกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานบล็อกเชน หากไม่มีขั้นตอนนี้ FHE จะไม่ได้รับแรงผลักดันในอุตสาหกรรม crypto และโครงการใหญ่ ๆ สามารถแก้ไขได้ในโดเมนขนาดเล็กเท่านั้น

จากการปฏิบัติของ Zama และพันธมิตรฉันทามติคือการสร้างโซ่ใหม่นอก Ethereum และนํา ERC-20 และส่วนประกอบทางเทคนิคและมาตรฐานอื่น ๆ กลับมาใช้ใหม่เพื่อสร้างโซ่ FHE L1 / L2 ที่เชื่อมโยงกับ Ethereum วิธีนี้ช่วยให้สามารถทดสอบและสร้างส่วนประกอบพื้นฐานของ FHE ได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ข้อเสียคือหาก Ethereum ไม่รองรับอัลกอริทึม FHE โซลูชันโซ่ภายนอกจะอึดอัดใจเสมอ

ซามายังตระหนักถึงปัญหานี้ นอกเหนือจากห้องสมุดที่เกี่ยวข้องกับ FHE ดังกล่าวแล้วยังได้ริเริ่มองค์กร FHE.org และสนับสนุนการประชุมที่เกี่ยวข้องเพื่อแปลผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเพิ่มเติมเป็นแอปพลิเคชันด้านวิศวกรรม

ทิศทางการพัฒนาของ Inco Network คือ "เลเยอร์การประมวลผลความเป็นส่วนตัวสากล" โดยพื้นฐานแล้วเป็นรูปแบบผู้ให้บริการเอาท์ซอร์สด้านคอมพิวเตอร์ มันสร้างเครือข่าย FHE EVM L1 โดยใช้ Zama การสํารวจที่น่าสนใจคือความร่วมมือกับโปรโตคอลการส่งข้อความข้ามสายโซ่ Hyperlane ซึ่งสามารถปรับใช้กลไกเกมจากเชนอื่นที่เข้ากันได้กับ EVM บน Inco เมื่อเกมต้องการการคํานวณ FHE Hyperlane จะเรียกพลังการประมวลผลของ Inco แล้วส่งคืนเฉพาะผลลัพธ์ไปยังเชนดั้งเดิม

เพื่อให้ตระหนักถึงสถานการณ์ดังกล่าวที่ Inco จินตนาการไว้ห่วงโซ่ที่เข้ากันได้กับ EVM จะต้องไว้วางใจความน่าเชื่อถือของ Inco และพลังการประมวลผลของ Inco จะต้องแข็งแกร่งพอที่จะรองรับความต้องการที่เกิดขึ้นพร้อมกันสูงและเวลาแฝงต่ําของเกมบล็อกเชนซึ่งท้าทายอย่างมาก

การขยายสิ่งนี้ zkVMs บางตัวยังสามารถทําหน้าที่เป็นผู้ให้บริการเอาท์ซอร์สคอมพิวเตอร์ FHE ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น RISC Zero มีความสามารถนี้ ขั้นตอนต่อไปในการปะทะกันระหว่างผลิตภัณฑ์ ZK และ FHE อาจจุดประกายความคิดเพิ่มเติม

นอกจากนี้บางโครงการมีเป้าหมายที่จะใกล้ชิดกับ Ethereum หรือเป็นส่วนหนึ่งของมัน Inco สามารถใช้โซลูชันของ Zama สําหรับ L1 และ Fhenix สามารถใช้โซลูชันของ Zama สําหรับ EVM L2 ปัจจุบันพวกเขายังคงพัฒนาโดยมีทิศทางที่เป็นไปได้มากมาย ไม่ชัดเจนว่าในที่สุดพวกเขาจะลงจอดผลิตภัณฑ์ใด มันอาจจะเป็น L2 ที่มุ่งเน้นไปที่ความสามารถของ FHE

นอกจากนี้ยังมีการแข่งขัน FHERMA ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ นักพัฒนาที่เข้าใจ Ethereum ในผู้ชมสามารถทดลองใช้ได้ช่วยให้ FHE ลงจอดในขณะที่ได้รับโบนัส

นอกจากนี้ยังมีโครงการที่น่าสนใจเช่นครีมกันแดดและเครือข่ายจิตใจ ครีมกันแดดซึ่งส่วนใหญ่ดําเนินการโดย Ravital มีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาคอมไพเลอร์ FHE ที่เหมาะสมโดยใช้อัลกอริทึม BFV แต่ยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดสอบและทดลองซึ่งห่างไกลจากการใช้งานจริง

สุดท้าย Mind Network มุ่งเน้นไปที่การรวม FHE เข้ากับสถานการณ์ที่มีอยู่เช่นการปักหลักใหม่ แต่สิ่งนี้จะประสบความสําเร็จได้อย่างไรยังคงต้องรอดู

สรุปได้ว่าตอนนี้ Elusiv ได้เปลี่ยนชื่อเป็น Arcium และได้รับเงินทุนใหม่เปลี่ยนเป็นโซลูชัน "FHE แบบขนาน" เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดําเนินการของ FHE

บทสรุป

บทความนี้ดูเหมือนจะกล่าวถึงทฤษฎีและการปฏิบัติของ FHE แต่หัวข้อพื้นฐานคือการชี้แจงประวัติการพัฒนาของเทคโนโลยีการเข้ารหัส สิ่งนี้ไม่เหมือนกับเทคโนโลยีที่ใช้ในสกุลเงินดิจิทัลทั้งหมด ZKP และ FHE มีความคล้ายคลึงกันมากหนึ่งในนั้นคือความพยายามในการรักษาความโปร่งใสของบล็อกเชนในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัว ZKP ตั้งเป้าที่จะลดต้นทุนทางเศรษฐกิจในการโต้ตอบ L2 <> L1 ในขณะที่ FHE ยังคงค้นหาสถานการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด

การจําแนกประเภทโซลูชัน:

เส้นทางข้างหน้านั้นยาวและท้าทาย FHE ยังคงสํารวจต่อไป ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์กับ Ethereum สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:

  1. ประเภทที่ 1: อาณาจักรอิสระที่สื่อสารกับ Ethereum แสดงโดย Zama / Fhenix / Inco Network พวกเขาส่วนใหญ่ให้ส่วนประกอบการพัฒนาและสนับสนุนการสร้าง FHE L1 / L2 สําหรับสาขาเฉพาะ
  2. ประเภทที่ 2: ปลั๊กอินที่รวมเข้ากับ Ethereum แสดงโดย Fair Math / Mind Network พวกเขายังคงมีความเป็นอิสระ แต่โดยทั่วไปมีจุดมุ่งหมายเพื่อบูรณาการกับ Ethereum อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น
  3. ประเภทที่ 3: Joint Journey Transforming Ethereum หาก Ethereum ไม่สามารถรองรับ FHE ได้ จําเป็นต้องมีการสํารวจที่ชั้นสัญญาเพื่อกระจายฟังก์ชัน FHE ข้ามเครือข่ายที่เข้ากันได้กับ EVM ปัจจุบันไม่มีโซลูชันใดที่ตรงตามมาตรฐานนี้ได้ดี

ซึ่งแตกต่างจาก ZK ซึ่งเห็นเฉพาะการเปิดตัวโซ่ที่ใช้งานได้จริงและการเร่งฮาร์ดแวร์ในระยะต่อมา FHE ยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์ใหญ่ ZK การสร้างห่วงโซ่ FHE เป็นงานที่ง่ายที่สุด แต่การรวมเข้ากับ Ethereum ยังคงเป็นงานที่ท้าทายที่สุด

สะท้อนทุกวันเกี่ยวกับตําแหน่งในอนาคตของ FHE ในโลกบล็อกเชน:

  1. สถานการณ์ใดที่ต้องใช้การเข้ารหัสแทนข้อความธรรมดา
  2. สถานการณ์ใดที่ต้องใช้การเข้ารหัส FHE มากกว่าวิธีอื่น
  3. ในสถานการณ์ใดที่ผู้ใช้รู้สึกดีหลังจากใช้การเข้ารหัส FHE และยินดีจ่ายค่าธรรมเนียมที่สูงขึ้น

ข้อจํากัดความรับผิดชอบ:

  1. บทความนี้พิมพ์ซ้ําจาก WeChat Official Account: Zuoye Waibo Shan, originally titled "FHE is the Next Step for ZK, Says Cryptography," copyrighted by the original author [Zuoye]. หากคุณมีข้อคัดค้านในการพิมพ์ซ้ําโปรดติดต่อทีม Gate Learn และทีมงานจะจัดการทันทีตามกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
  2. มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงของผู้เขียนและไม่ถือเป็นคําแนะนําการลงทุนใด ๆ
  3. บทความเวอร์ชันภาษาอื่นๆ ได้รับการแปลโดยทีม Gate Learn และไม่ควรคัดลอก เผยแพร่ หรือลอกเลียนแบบโดยไม่กล่าวถึง Gate.io

การเข้ารหัสกล่าวว่า FHE เป็นขั้นตอนต่อไปสําหรับ ZK

กลางJun 19, 2024
ความจําเป็นในการปรับขนาดของ Ethereum ได้นําไปสู่การพัฒนาโซลูชัน Layer 2 โดยมี ZK/OP rollups กลายเป็นผู้เล่นหลัก ก่อให้เกิดฉันทามติ ZK ในระยะสั้นและระยะยาว OP โดยเน้นที่ ARB, OP, zkSync และ StarkNet เป็นคู่แข่งหลัก ผู้ใช้ Web3 ให้ความสําคัญกับความเป็นส่วนตัวเฉพาะเมื่อให้มูลค่าทางเศรษฐกิจ ต้นทุนการเข้ารหัสของ FHE ยิ่งเป็นภาระต่อประสิทธิภาพแบบ on-chain ที่ต่ําอยู่แล้ว และการปรับใช้ขนาดใหญ่จะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อผลประโยชน์ที่สําคัญแสดงให้เห็นถึงต้นทุน สําหรับลูกค้าสถาบันที่ต้องการบล็อกเชนสาธารณะ แต่ไม่เต็มใจที่จะเปิดเผยข้อมูลทั้งหมดความสามารถของ FHE ในการแสดงและแลกเปลี่ยนข้อความเข้ารหัสนั้นเหมาะสมกว่า ZKP
การเข้ารหัสกล่าวว่า FHE เป็นขั้นตอนต่อไปสําหรับ ZK

Cryptography กล่าวว่า FHE เป็นขั้นตอนต่อไปสําหรับ ZK

เส้นทางการพัฒนาของ cryptocurrencies นั้นชัดเจน: Bitcoin แนะนํา cryptocurrency, Ethereum แนะนําเครือข่ายสาธารณะ, Tether สร้าง stablecoins และ BitMEX แนะนําสัญญาถาวรร่วมกันสร้างตลาดล้านล้านดอลลาร์ที่มีเรื่องราวความมั่งคั่งนับไม่ถ้วนและความฝันของการกระจายอํานาจ

วิถีของเทคโนโลยีการเข้ารหัสมีความชัดเจนน้อยกว่า อัลกอริธึมฉันทามติต่างๆและการออกแบบที่ซับซ้อนถูกบดบังด้วยระบบการปักหลักและระบบหลายลายเซ็นซึ่งเป็นเสาหลักที่แท้จริงของระบบการเข้ารหัสลับ ตัวอย่างเช่นหากไม่มีการปักหลักแบบกระจายอํานาจโซลูชัน BTC L2 ส่วนใหญ่จะไม่มีอยู่จริง การสํารวจการปักหลักพื้นเมืองมูลค่า 70 ล้านดอลลาร์ของบาบิโลนเป็นตัวอย่างทิศทางนี้

บทความนี้พยายามสรุปประวัติการพัฒนาของเทคโนโลยีการเข้ารหัสซึ่งแตกต่างจากการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีต่างๆในอุตสาหกรรมการเข้ารหัสลับเช่นความสัมพันธ์ระหว่าง FHE, ZK และ MPC จากมุมมองของแอปพลิเคชันคร่าวๆ MPC จะใช้ในขั้นต้น FHE สําหรับการคํานวณระดับกลางและ ZK สําหรับการพิสูจน์ขั้นสุดท้าย ตามลําดับเวลา ZK เป็นอันดับแรกตามด้วยการเพิ่มขึ้นของกระเป๋าเงิน AA จากนั้น MPC ได้รับความสนใจและเร่งการพัฒนาในขณะที่ FHE ซึ่งคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในปี 2020 เริ่มได้รับแรงฉุดในปี 2024 เท่านั้น


MPC/FHE/ZKP

FHE แตกต่างจาก ZK, MPC และอัลกอริธึมการเข้ารหัสปัจจุบันทั้งหมด ซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยีการเข้ารหัสแบบสมมาตรหรือไม่สมมาตรซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างระบบที่ "ไม่แตกหัก" เพื่อความปลอดภัยอย่างแท้จริง FHE มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ข้อมูลที่เข้ารหัสทํางานได้ การเข้ารหัสและการถอดรหัสมีความสําคัญ แต่ข้อมูลระหว่างการเข้ารหัสและการถอดรหัสก็ควรมีประโยชน์เช่นกัน

Theoretical Foundation และ Web2 Adoption Before Web3

FHE เป็นเทคโนโลยีพื้นฐานที่มีการสํารวจทางทฤษฎีที่สมบูรณ์ด้วยการมีส่วนร่วมที่สําคัญจากยักษ์ใหญ่ Web2 เช่น Microsoft, Intel, IBM และ DARPA-supported Duality ซึ่งได้เตรียมการดัดแปลงซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์และเครื่องมือการพัฒนา

ข่าวดีก็คือยักษ์ใหญ่ Web2 ก็ไม่รู้ว่าจะทําอย่างไรกับ FHE เริ่มจากนี้ Web3 ยังไม่สาย ข่าวร้ายก็คือการปรับตัวของ Web3 เกือบจะเป็นศูนย์ Bitcoin และ Ethereum กระแสหลักไม่สามารถรองรับอัลกอริทึม FHE ได้ แม้ว่า Ethereum จะเรียกว่าคอมพิวเตอร์โลก แต่การคํานวณ FHE อาจใช้เวลาตลอดไป

เรามุ่งเน้นไปที่การสํารวจ Web3 โดยสังเกตว่ายักษ์ใหญ่ Web2 มีความกระตือรือร้นใน FHE และได้ทําพื้นฐานที่กว้างขวาง

นี่เป็นเพราะตั้งแต่ปี 2020 ถึง 2024 Vitalik มุ่งเน้นไปที่ ZK

ที่นี่ฉันอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของ ZK หลังจาก Ethereum สร้างเส้นทางการปรับขนาด Rollup ฟังก์ชันการบีบอัดสถานะของ ZK ได้ลดขนาดข้อมูลจาก L2 เป็น L1 ลงอย่างมากซึ่งให้มูลค่าทางเศรษฐกิจมหาศาล นี่คือทฤษฎี การกระจายตัวของ L2 ปัญหาซีเควนเซอร์และปัญหาค่าธรรมเนียมผู้ใช้เป็นความท้าทายใหม่ที่การพัฒนาจะแก้ไข

โดยสรุป Ethereum จําเป็นต้องปรับขนาดสร้างเส้นทางการพัฒนาเลเยอร์ 2 ZK/OP rollups กําลังแข่งขันกันสร้างฉันทามติ ZK ระยะสั้นและระยะยาว OP โดยมี ARB, OP, zkSync และ StarkNet กลายเป็นผู้เล่นหลัก

มูลค่าทางเศรษฐกิจเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการยอมรับของ ZK ในโลก crypto โดยเฉพาะ Ethereum ดังนั้นลักษณะทางเทคนิคของ FHE จะไม่มีรายละเอียดที่นี่ จุดเน้นคือการตรวจสอบว่า FHE สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของ Web3 หรือลดต้นทุนการดําเนินงานได้โดยการลดต้นทุนหรือเพิ่มประสิทธิภาพ

ประวัติการพัฒนา FHE และความสําเร็จ

ขั้นแรกให้แยกความแตกต่างระหว่างการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกและการเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกอย่างสมบูรณ์ พูดอย่างเคร่งครัดการเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์เป็นกรณีพิเศษ การเข้ารหัสแบบ Homomorphic หมายถึง "การบวกหรือการคูณของข้อความเข้ารหัสเทียบเท่ากับการบวกหรือการคูณของข้อความธรรมดา" ความเท่าเทียมกันนี้เผชิญกับความท้าทายสองประการ:

  1. การควบคุมเสียงรบกวน: ความเท่าเทียมกันระหว่างข้อความธรรมดากับข้อความเข้ารหัสเกี่ยวข้องกับการเพิ่มสัญญาณรบกวนและการเบี่ยงเบนสัญญาณรบกวนที่มากเกินไปอาจทําให้การคํานวณล้มเหลว การควบคุมอัลกอริธึมเสียงรบกวนเป็นกุญแจสําคัญ
  2. ต้นทุนการคํานวณ: การบวกและการคูณมีราคาแพงโดยการคํานวณ ciphertext อาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่าข้อความธรรมดา 10,000 ถึง 1,000,000 เท่า การบรรลุการบวกและการคูณแบบไม่ จํากัด เป็นจุดเด่นของการเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์ วิธีการเข้ารหัสแบบ homomorphic ต่างๆมีค่าที่ไม่ซ้ํากันโดยแบ่งเป็นดังนี้:
  • การเข้ารหัสแบบ homomorphic บางส่วน: อนุญาตให้ดําเนินการอย่างจํากัดกับข้อมูลที่เข้ารหัส เช่น การบวกหรือการคูณ การเข้ารหัสแบบ homomorphic ค่อนข้าง: อนุญาตให้มีการบวกและการคูณจํานวน จํากัด
  • การเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์: อนุญาตให้มีการบวกและการคูณไม่ จํากัด สําหรับการคํานวณข้อมูลที่เข้ารหัส

การพัฒนาการเข้ารหัสแบบ homomorphic อย่างสมบูรณ์ (FHE) ย้อนกลับไปในปี 2009 เมื่อ Craig Gentry เสนออัลกอริธึม homomorphic เต็มรูปแบบโดยใช้โครงตาข่ายในอุดมคติซึ่งเป็นโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถกําหนดชุดของจุดในพื้นที่หลายมิติที่ตอบสนองความสัมพันธ์เชิงเส้นที่เฉพาะเจาะจง

โครงร่างของ Gentry ใช้ตาข่ายในอุดมคติเพื่อแสดงคีย์และข้อมูลที่เข้ารหัสทําให้ข้อมูลที่เข้ารหัสสามารถทํางานได้ในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัว Bootstrapping ช่วยลดเสียงรบกวนซึ่งเข้าใจว่า "ดึงตัวเองขึ้นโดย bootstraps ของตัวเอง" ในทางปฏิบัติหมายถึงการเข้ารหัสข้อความเข้ารหัส FHE อีกครั้งเพื่อลดเสียงรบกวนในขณะที่รักษาความลับและสนับสนุนการดําเนินงานที่ซับซ้อน (Bootstrapping เป็นสิ่งสําคัญสําหรับการใช้งานจริงของ FHE แต่จะไม่มีรายละเอียดเพิ่มเติม)

อัลกอริธึมนี้เป็นก้าวสําคัญที่พิสูจน์ความเป็นไปได้ของ FHE ในด้านวิศวกรรม แต่ด้วยต้นทุนมหาศาลซึ่งต้องใช้เวลาสามสิบนาทีสําหรับขั้นตอนการคํานวณหนึ่งขั้นตอนทําให้ทําไม่ได้

หลังจากแก้ปัญหา 0 ถึง 1 ขั้นตอนต่อไปคือการปฏิบัติจริงขนาดใหญ่ซึ่งเกี่ยวข้องกับการออกแบบอัลกอริทึมตามสมมติฐานทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างกัน นอกจากโครงตาข่ายในอุดมคติแล้ว LWE (Learning with Errors) และรูปแบบต่างๆ ยังเป็นแบบแผนทั่วไป

ในปี 2012 Zvika Brakerski, Craig Gentry และ Vinod Vaikuntanathan ได้เสนอโครงการ BGV ซึ่งเป็นโครงการ FHE รุ่นที่สอง ผลงานที่สําคัญคือเทคโนโลยีการสลับโมดูลัสควบคุมการเพิ่มเสียงรบกวนจากการทํางานแบบโฮโมมอร์ฟิกได้อย่างมีประสิทธิภาพและสร้าง FHE แบบปรับระดับสําหรับความลึกในการคํานวณที่กําหนด

รูปแบบที่คล้ายกัน ได้แก่ BFV และ CKKS โดยเฉพาะ CKKS ซึ่งสนับสนุนการดําเนินงานแบบจุดลอยตัว แต่เพิ่มการใช้ทรัพยากรการคํานวณซึ่งต้องการโซลูชันที่ดีกว่า

ในที่สุดแผนการ TFHE และ FHEW โดยเฉพาะ TFHE อัลกอริทึมที่ต้องการของ Zama สั้น ๆ ปัญหาเสียงรบกวนของ FHE สามารถลดลงได้ผ่าน bootstrapping ของ Gentry TFHE ประสบความสําเร็จในการบูตสแตรปที่มีประสิทธิภาพพร้อมการรับประกันที่แม่นยําซึ่งเหมาะสําหรับการรวมบล็อกเชน

เราหยุดที่การแนะนําแผนการต่างๆ ความแตกต่างของพวกเขาไม่ได้เกี่ยวกับความเหนือกว่า แต่เป็นสถานการณ์ที่แตกต่างกันโดยทั่วไปต้องการการสนับสนุนซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพ แม้แต่โครงการ TFHE ก็จําเป็นต้องแก้ปัญหาฮาร์ดแวร์สําหรับการใช้งานขนาดใหญ่ FHE ต้องพัฒนาฮาร์ดแวร์พร้อมกันตั้งแต่เริ่มต้นอย่างน้อยก็ในการเข้ารหัส

เว็บ 2 OpenFHE VS Web3 Zama

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วยักษ์ใหญ่ Web2 กําลังสํารวจและบรรลุผลในทางปฏิบัติสรุปที่นี่ด้วยสถานการณ์แอปพลิเคชัน Web3

ลดความซับซ้อน IBM มีส่วนร่วมในไลบรารี Helib ซึ่งส่วนใหญ่สนับสนุน BGV และ CKKS ไลบรารี SEAL ของ Microsoft รองรับ CKKS และ BFV โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Song Yongsoo ผู้เขียน CKKS มีส่วนร่วมในการออกแบบและพัฒนาของ SEAL OpenFHE เป็น OpenFHE ที่ครอบคลุมที่สุดพัฒนาโดย Duality ที่รองรับ DARPA รองรับ BGV, BFV, CKKS, TFHE และ FHEW ซึ่งอาจเป็นไลบรารี FHE ที่สมบูรณ์แบบที่สุดในตลาด

OpenFHE ได้สํารวจความร่วมมือกับไลบรารีการเร่งความเร็ว CPU ของ Intel และใช้อินเทอร์เฟซ CUDA ของ NVIDIA สําหรับการเร่งความเร็ว GPU อย่างไรก็ตามการสนับสนุนล่าสุดของ CUDA สําหรับ FHE หยุดลงในปี 2018 โดยไม่พบการอัปเดต การแก้ไขยินดีต้อนรับหากเข้าใจผิด

OpenFHE รองรับภาษา C ++ และ Python โดยมี Rust API อยู่ระหว่างการพัฒนาโดยมีเป้าหมายเพื่อมอบความสามารถแบบแยกส่วนและข้ามแพลตฟอร์มที่เรียบง่ายครอบคลุม สําหรับนักพัฒนา Web2 นี่เป็นโซลูชันนอกกรอบที่ง่ายที่สุด

สําหรับนักพัฒนา Web3 ความยากจะเพิ่มขึ้น ถูก จํากัด ด้วยพลังการประมวลผลที่อ่อนแอเครือข่ายสาธารณะส่วนใหญ่ไม่สามารถรองรับอัลกอริทึม FHE ได้ ระบบนิเวศของ Bitcoin และ Ethereum ในปัจจุบันขาด "ความต้องการทางเศรษฐกิจ" สําหรับ FHE ความต้องการการส่งข้อมูล L2—>L1 ที่มีประสิทธิภาพเป็นแรงบันดาลใจให้อัลกอริทึม ZK ลงจอด FHE เพื่อประโยชน์ของ FHE ก็เหมือนกับการตีตะปูด้วยค้อนบังคับให้จับคู่เพิ่มต้นทุน

หลักการทํางานของ FHE+EVM

ส่วนต่อไปนี้จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับปัญหาในปัจจุบันและสถานการณ์การลงจอดที่เป็นไปได้ซึ่งส่วนใหญ่ทําให้นักพัฒนา Web3 มีความมั่นใจ ในปี 2024 Zama ได้รับเงินทุนที่เกี่ยวข้องกับ FHE ที่ใหญ่ที่สุดในการเข้ารหัสนําโดย Multicoin ระดมทุนได้ 73 ล้านดอลลาร์ Zama มีไลบรารีอัลกอริทึม TFHE และ fhEVM รองรับการพัฒนาโซ่ที่เข้ากันได้กับ EVM ที่มีความสามารถ FHE

ปัญหาด้านประสิทธิภาพสามารถแก้ไขได้ผ่านความร่วมมือระหว่างซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์เท่านั้น ปัญหาหนึ่งคือ EVM ไม่สามารถเรียกใช้สัญญา FHE ได้โดยตรงไม่ขัดแย้งกับโซลูชัน fhEVM ของ Zama Zama สร้างห่วงโซ่ที่รวมคุณสมบัติ FHE เข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น Shiba Inu วางแผนห่วงโซ่เลเยอร์ 3 ตามโซลูชันของ Zama การสร้างห่วงโซ่ใหม่ที่รองรับ FHE ไม่ใช่เรื่องยาก แต่การเปิดใช้งาน Ethereum EVM เพื่อปรับใช้สัญญา FHE ต้องใช้การสนับสนุน Opcode ของ Ethereum ข่าวดีก็คือ Fair Math และ OpenFHE ร่วมเป็นเจ้าภาพจัดการแข่งขัน FHERMA สนับสนุนให้นักพัฒนาเขียน Opcode ของ EVM ใหม่และสํารวจความเป็นไปได้ในการผสานรวม

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือการเร่งฮาร์ดแวร์ เครือข่ายสาธารณะที่มีประสิทธิภาพสูงเช่น Solana ที่สนับสนุนการปรับใช้สัญญา FHE อาจครอบงําโหนดของพวกเขา ฮาร์ดแวร์ Native FHE ประกอบด้วย 3PU™ (Privacy Protecting Processing Unit) ของ Chain Reaction ซึ่งเป็นโซลูชัน ASIC Zama และ Inco กําลังสํารวจความเป็นไปได้ในการเร่งฮาร์ดแวร์ ตัวอย่างเช่น TPS ปัจจุบันของ Zama อยู่ที่ประมาณ 5 Inco บรรลุ 10 TPS และ Inco เชื่อว่าการเร่งฮาร์ดแวร์ FPGA สามารถเพิ่ม TPS เป็น 100-1000

ความกังวลเรื่องความเร็วไม่จําเป็นต้องมากเกินไป โซลูชันการเร่งฮาร์ดแวร์ ZK ที่มีอยู่สามารถปรับให้เข้ากับโซลูชัน FHE ได้ ดังนั้นการอภิปรายจะไม่ออกแบบปัญหาความเร็วมากเกินไป แต่มุ่งเน้นไปที่การค้นหาสถานการณ์และการแก้ปัญหาความเข้ากันได้ของ EVM

Dark Pool Collapse: FHE X Crypto Future Promising

เมื่อ Multicoin เป็นผู้นําการลงทุนใน Zama พวกเขาประกาศอย่างกล้าหาญว่า ZKP เป็นเรื่องของอดีตและ FHE เป็นตัวแทนของอนาคต คําทํานายนี้จะเป็นจริงหรือไม่ยังคงต้องรอดู เนื่องจากความเป็นจริงมักเป็นเรื่องที่ท้าทาย หลังจาก Zama, Inco Network และ Fhenix ได้สร้างพันธมิตรที่ซ่อนอยู่ในระบบนิเวศ fhEVM โดยแต่ละแห่งมุ่งเน้นไปที่แง่มุมที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปจะทํางานเพื่อรวม FHE เข้ากับระบบนิเวศ EVM

เวลาเป็นกุญแจสําคัญดังนั้นเรามาเริ่มกันที่ความสมจริง

ปี 2024 อาจเป็นปีที่ยิ่งใหญ่สําหรับ FHE แต่ Elusiv ซึ่งเริ่มต้นในปี 2022 ได้หยุดดําเนินการแล้ว ในตอนแรก Elusiv เป็นโปรโตคอล "dark pool" บน Solana แต่ตอนนี้ที่เก็บโค้ดและเอกสารถูกลบไปแล้ว

ในท้ายที่สุด FHE ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบทางเทคนิคยังคงต้องใช้ควบคู่ไปกับเทคโนโลยีเช่น MPC / ZKP เราจําเป็นต้องตรวจสอบว่า FHE สามารถเปลี่ยนกระบวนทัศน์บล็อกเชนปัจจุบันได้อย่างไร

ก่อนอื่นต้องเข้าใจว่าการคิด FHE จะช่วยเพิ่มความเป็นส่วนตัวและมีมูลค่าทางเศรษฐกิจนั้นไม่ถูกต้อง จากการปฏิบัติที่ผ่านมา Web3 หรือผู้ใช้ on-chain ไม่สนใจความเป็นส่วนตัวมากนักเว้นแต่จะให้มูลค่าทางเศรษฐกิจ ตัวอย่างเช่นแฮกเกอร์ใช้ Tornado Cash เพื่อซ่อนเงินที่ถูกขโมยในขณะที่ผู้ใช้ทั่วไปชอบ Uniswap เพราะการใช้ Tornado Cash ทําให้เสียเวลาหรือค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจเพิ่มเติม

ต้นทุนการเข้ารหัสของ FHE ยิ่งเป็นภาระต่อประสิทธิภาพแบบ on-chain ที่อ่อนแออยู่แล้ว การปกป้องความเป็นส่วนตัวสามารถส่งเสริมได้ในขนาดใหญ่หากค่าใช้จ่ายนี้ก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมาก ตัวอย่างเช่นการออกพันธบัตรและการซื้อขายในทิศทาง RWA ในเดือนมิถุนายน 2023 BOC International ได้ออก "บันทึกโครงสร้างดิจิทัลบล็อกเชน" ผ่าน UBS ในฮ่องกงสําหรับลูกค้าในเอเชียแปซิฟิกโดยอ้างว่าใช้ Ethereum แต่ไม่พบที่อยู่สัญญาและที่อยู่การจัดจําหน่าย หากใครสามารถค้นหาได้โปรดระบุข้อมูล

ตัวอย่างนี้เน้นถึงความสําคัญของ FHE ลูกค้าสถาบันจําเป็นต้องใช้บล็อกเชนสาธารณะ แต่ไม่ต้องการเปิดเผยข้อมูลทั้งหมด ดังนั้นคุณสมบัติของ FHE ในการแสดงข้อความเข้ารหัสซึ่งสามารถซื้อขายได้โดยตรงจึงเหมาะสมกว่า ZKP

สําหรับนักลงทุนรายย่อยรายย่อย FHE ยังคงเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ค่อนข้างห่างไกล กรณีการใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ การต่อต้าน MEV ธุรกรรมส่วนตัวเครือข่ายที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นและการป้องกันการสอดแนมของบุคคลที่สาม อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ความต้องการหลักและการใช้ FHE ตอนนี้ทําให้เครือข่ายช้าลง ตรงไปตรงมาช่วงเวลาสําคัญของ FHE ยังไม่มาถึง

ท้ายที่สุดความเป็นส่วนตัวไม่ใช่ความต้องการที่แข็งแกร่ง มีเพียงไม่กี่คนที่ยินดีจ่ายเบี้ยประกันภัยเพื่อความเป็นส่วนตัวในฐานะบริการสาธารณะ เราจําเป็นต้องค้นหาสถานการณ์ที่คุณสมบัติที่คํานวณได้ของข้อมูลที่เข้ารหัสของ FHE สามารถประหยัดต้นทุนหรือปรับปรุงประสิทธิภาพการทําธุรกรรมสร้างโมเมนตัมที่ขับเคลื่อนด้วยตลาด ตัวอย่างเช่นมีโซลูชันต่อต้าน MEV มากมายและโหนดส่วนกลางสามารถแก้ปัญหาได้ FHE ไม่ได้กล่าวถึงจุดปวดโดยตรง

อีกประเด็นหนึ่งคือประสิทธิภาพการประมวลผล บนพื้นผิวนี่เป็นปัญหาทางเทคนิคที่ต้องการการเร่งฮาร์ดแวร์หรือการเพิ่มประสิทธิภาพอัลกอริทึม แต่โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นการขาดความต้องการของตลาดโดยไม่มีแรงจูงใจสําหรับฝ่ายโครงการที่จะแข่งขัน ประสิทธิภาพการประมวลผลเป็นผลมาจากการแข่งขัน ตัวอย่างเช่นในความต้องการของตลาดที่เฟื่องฟูเส้นทาง SNARK และ STARK แข่งขันกันโดยมี ZK Rollups ต่างๆแข่งขันกันอย่างดุเดือดตั้งแต่ภาษาการเขียนโปรแกรมไปจนถึงความเข้ากันได้ การพัฒนาของ ZK เป็นไปอย่างรวดเร็วภายใต้การผลักดันของเงินด่วน

สถานการณ์การใช้งานและการใช้งานเป็นจุดเปลี่ยนสําหรับ FHE ที่จะกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานบล็อกเชน หากไม่มีขั้นตอนนี้ FHE จะไม่ได้รับแรงผลักดันในอุตสาหกรรม crypto และโครงการใหญ่ ๆ สามารถแก้ไขได้ในโดเมนขนาดเล็กเท่านั้น

จากการปฏิบัติของ Zama และพันธมิตรฉันทามติคือการสร้างโซ่ใหม่นอก Ethereum และนํา ERC-20 และส่วนประกอบทางเทคนิคและมาตรฐานอื่น ๆ กลับมาใช้ใหม่เพื่อสร้างโซ่ FHE L1 / L2 ที่เชื่อมโยงกับ Ethereum วิธีนี้ช่วยให้สามารถทดสอบและสร้างส่วนประกอบพื้นฐานของ FHE ได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ข้อเสียคือหาก Ethereum ไม่รองรับอัลกอริทึม FHE โซลูชันโซ่ภายนอกจะอึดอัดใจเสมอ

ซามายังตระหนักถึงปัญหานี้ นอกเหนือจากห้องสมุดที่เกี่ยวข้องกับ FHE ดังกล่าวแล้วยังได้ริเริ่มองค์กร FHE.org และสนับสนุนการประชุมที่เกี่ยวข้องเพื่อแปลผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเพิ่มเติมเป็นแอปพลิเคชันด้านวิศวกรรม

ทิศทางการพัฒนาของ Inco Network คือ "เลเยอร์การประมวลผลความเป็นส่วนตัวสากล" โดยพื้นฐานแล้วเป็นรูปแบบผู้ให้บริการเอาท์ซอร์สด้านคอมพิวเตอร์ มันสร้างเครือข่าย FHE EVM L1 โดยใช้ Zama การสํารวจที่น่าสนใจคือความร่วมมือกับโปรโตคอลการส่งข้อความข้ามสายโซ่ Hyperlane ซึ่งสามารถปรับใช้กลไกเกมจากเชนอื่นที่เข้ากันได้กับ EVM บน Inco เมื่อเกมต้องการการคํานวณ FHE Hyperlane จะเรียกพลังการประมวลผลของ Inco แล้วส่งคืนเฉพาะผลลัพธ์ไปยังเชนดั้งเดิม

เพื่อให้ตระหนักถึงสถานการณ์ดังกล่าวที่ Inco จินตนาการไว้ห่วงโซ่ที่เข้ากันได้กับ EVM จะต้องไว้วางใจความน่าเชื่อถือของ Inco และพลังการประมวลผลของ Inco จะต้องแข็งแกร่งพอที่จะรองรับความต้องการที่เกิดขึ้นพร้อมกันสูงและเวลาแฝงต่ําของเกมบล็อกเชนซึ่งท้าทายอย่างมาก

การขยายสิ่งนี้ zkVMs บางตัวยังสามารถทําหน้าที่เป็นผู้ให้บริการเอาท์ซอร์สคอมพิวเตอร์ FHE ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น RISC Zero มีความสามารถนี้ ขั้นตอนต่อไปในการปะทะกันระหว่างผลิตภัณฑ์ ZK และ FHE อาจจุดประกายความคิดเพิ่มเติม

นอกจากนี้บางโครงการมีเป้าหมายที่จะใกล้ชิดกับ Ethereum หรือเป็นส่วนหนึ่งของมัน Inco สามารถใช้โซลูชันของ Zama สําหรับ L1 และ Fhenix สามารถใช้โซลูชันของ Zama สําหรับ EVM L2 ปัจจุบันพวกเขายังคงพัฒนาโดยมีทิศทางที่เป็นไปได้มากมาย ไม่ชัดเจนว่าในที่สุดพวกเขาจะลงจอดผลิตภัณฑ์ใด มันอาจจะเป็น L2 ที่มุ่งเน้นไปที่ความสามารถของ FHE

นอกจากนี้ยังมีการแข่งขัน FHERMA ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ นักพัฒนาที่เข้าใจ Ethereum ในผู้ชมสามารถทดลองใช้ได้ช่วยให้ FHE ลงจอดในขณะที่ได้รับโบนัส

นอกจากนี้ยังมีโครงการที่น่าสนใจเช่นครีมกันแดดและเครือข่ายจิตใจ ครีมกันแดดซึ่งส่วนใหญ่ดําเนินการโดย Ravital มีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาคอมไพเลอร์ FHE ที่เหมาะสมโดยใช้อัลกอริทึม BFV แต่ยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดสอบและทดลองซึ่งห่างไกลจากการใช้งานจริง

สุดท้าย Mind Network มุ่งเน้นไปที่การรวม FHE เข้ากับสถานการณ์ที่มีอยู่เช่นการปักหลักใหม่ แต่สิ่งนี้จะประสบความสําเร็จได้อย่างไรยังคงต้องรอดู

สรุปได้ว่าตอนนี้ Elusiv ได้เปลี่ยนชื่อเป็น Arcium และได้รับเงินทุนใหม่เปลี่ยนเป็นโซลูชัน "FHE แบบขนาน" เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดําเนินการของ FHE

บทสรุป

บทความนี้ดูเหมือนจะกล่าวถึงทฤษฎีและการปฏิบัติของ FHE แต่หัวข้อพื้นฐานคือการชี้แจงประวัติการพัฒนาของเทคโนโลยีการเข้ารหัส สิ่งนี้ไม่เหมือนกับเทคโนโลยีที่ใช้ในสกุลเงินดิจิทัลทั้งหมด ZKP และ FHE มีความคล้ายคลึงกันมากหนึ่งในนั้นคือความพยายามในการรักษาความโปร่งใสของบล็อกเชนในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัว ZKP ตั้งเป้าที่จะลดต้นทุนทางเศรษฐกิจในการโต้ตอบ L2 <> L1 ในขณะที่ FHE ยังคงค้นหาสถานการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด

การจําแนกประเภทโซลูชัน:

เส้นทางข้างหน้านั้นยาวและท้าทาย FHE ยังคงสํารวจต่อไป ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์กับ Ethereum สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:

  1. ประเภทที่ 1: อาณาจักรอิสระที่สื่อสารกับ Ethereum แสดงโดย Zama / Fhenix / Inco Network พวกเขาส่วนใหญ่ให้ส่วนประกอบการพัฒนาและสนับสนุนการสร้าง FHE L1 / L2 สําหรับสาขาเฉพาะ
  2. ประเภทที่ 2: ปลั๊กอินที่รวมเข้ากับ Ethereum แสดงโดย Fair Math / Mind Network พวกเขายังคงมีความเป็นอิสระ แต่โดยทั่วไปมีจุดมุ่งหมายเพื่อบูรณาการกับ Ethereum อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น
  3. ประเภทที่ 3: Joint Journey Transforming Ethereum หาก Ethereum ไม่สามารถรองรับ FHE ได้ จําเป็นต้องมีการสํารวจที่ชั้นสัญญาเพื่อกระจายฟังก์ชัน FHE ข้ามเครือข่ายที่เข้ากันได้กับ EVM ปัจจุบันไม่มีโซลูชันใดที่ตรงตามมาตรฐานนี้ได้ดี

ซึ่งแตกต่างจาก ZK ซึ่งเห็นเฉพาะการเปิดตัวโซ่ที่ใช้งานได้จริงและการเร่งฮาร์ดแวร์ในระยะต่อมา FHE ยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์ใหญ่ ZK การสร้างห่วงโซ่ FHE เป็นงานที่ง่ายที่สุด แต่การรวมเข้ากับ Ethereum ยังคงเป็นงานที่ท้าทายที่สุด

สะท้อนทุกวันเกี่ยวกับตําแหน่งในอนาคตของ FHE ในโลกบล็อกเชน:

  1. สถานการณ์ใดที่ต้องใช้การเข้ารหัสแทนข้อความธรรมดา
  2. สถานการณ์ใดที่ต้องใช้การเข้ารหัส FHE มากกว่าวิธีอื่น
  3. ในสถานการณ์ใดที่ผู้ใช้รู้สึกดีหลังจากใช้การเข้ารหัส FHE และยินดีจ่ายค่าธรรมเนียมที่สูงขึ้น

ข้อจํากัดความรับผิดชอบ:

  1. บทความนี้พิมพ์ซ้ําจาก WeChat Official Account: Zuoye Waibo Shan, originally titled "FHE is the Next Step for ZK, Says Cryptography," copyrighted by the original author [Zuoye]. หากคุณมีข้อคัดค้านในการพิมพ์ซ้ําโปรดติดต่อทีม Gate Learn และทีมงานจะจัดการทันทีตามกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
  2. มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงของผู้เขียนและไม่ถือเป็นคําแนะนําการลงทุนใด ๆ
  3. บทความเวอร์ชันภาษาอื่นๆ ได้รับการแปลโดยทีม Gate Learn และไม่ควรคัดลอก เผยแพร่ หรือลอกเลียนแบบโดยไม่กล่าวถึง Gate.io
เริ่มตอนนี้
สมัครและรับรางวัล
$100