Giorno: 29 settembre 2024 | Ora: 11:26

Cos'è la FHE

La FHE (Fully Homomorphic Encryption) è una tecnologia di crittografia avanzata che consente di effettuare calcoli su dati criptati senza doverli decifrare. Questo approccio permette di elaborare informazioni in modo sicuro e privato, rendendo la FHE particolarmente utile in settori come la finanza, la salute, il cloud computing, il machine learning, i sistemi di voto, l'Internet delle cose e la protezione della privacy nella blockchain. Tuttavia, la commercializzazione della FHE richiede ancora tempo, a causa dell'elevato costo computazionale e dei requisiti di memoria legati agli algoritmi utilizzati.

Principi di Base

La FHE si basa sull'idea di eseguire calcoli su dati criptati in modo da ottenere lo stesso risultato come se si stesse lavorando sui dati originali. Per raggiungere questo obiettivo, si utilizzano polinomi per nascondere le informazioni. I polinomi vengono scelti in modo da poter essere trasformati in problemi di algebra lineare, facilitando così i calcoli da parte di computer moderni, che possono ottimizzare il lavoro su vettori. Ad esempio, il polinomio 3x² + 2x + 1 può essere rappresentato come il vettore [1, 2, 3].

Per criptare un numero come 2, in un sistema HE semplificato, si potrebbe:

• Scegliere un polinomio chiave, ad esempio s(x) = 3x² + 2x + 1
• Generare un polinomio casuale, ad esempio a(x) = 2x² + 5x + 3
• Generare un piccolo polinomio di errore, ad esempio e(x) = -1x + 2
• Criptare 2 con la formula c(x) = 2 + a(x)*s(x) + e(x)

Se si dispone del ciphertext c(x), per ottenere il plaintext m, si utilizza la formula c(x) - e(x) - a(x)*s(x) = 2. In questo caso, a(x) è pubblico, quindi è necessario mantenere segreta la chiave s(x).

Problemi e Sfide della FHE

La FHE affronta diverse sfide, tra cui la gestione del "rumore". Il rumore viene introdotto per confondere eventuali attaccanti, ma può anche complicare i calcoli. Quando si eseguono operazioni, il rumore può aumentare in modo esponenziale, rendendo difficile recuperare il plaintext originale. È essenziale gestire il budget di rumore, che indica quanto rumore può essere tollerato senza compromettere la capacità di decrittazione.

Un'altra importante sfida è rappresentata dall'elevato costo computazionale della FHE. Ad esempio, in un processore da 3 GHz, un'operazione di decrittazione AES-128 può richiedere circa 67 nanosecondi, mentre l'equivalente FHE può richiedere 35 secondi, risultando circa 522 milioni di volte più lento. Questa differenza di prestazioni rende necessaria la ricerca di acceleratori hardware specifici per la FHE.

Integrazione della FHE nella Blockchain

La FHE è utilizzata nella blockchain per proteggere la privacy dei dati. Le applicazioni includono la privacy delle transazioni, la protezione dei dati di addestramento dell'IA e l'anonimato nelle votazioni. Tuttavia, la completa crittografia delle transazioni può comportare una significativa diminuzione della velocità della rete, poiché i nodi devono eseguire calcoli FHE per verificare le transazioni.

Alcuni progetti emergenti, come Zama e Octra, stanno esplorando l'implementazione della FHE in contesti blockchain, creando soluzioni innovative per affrontare le sfide associate alla crittografia omomorfica.

Prospettive Future

Nonostante le sfide tecnologiche, la FHE rappresenta una tecnologia promettente con il potenziale di rivoluzionare settori come la difesa, la finanza e la salute. I progressi nella progettazione di chip FHE e nell'ottimizzazione degli algoritmi potrebbero rendere la FHE più accessibile e utilizzabile. La continua attenzione da parte degli investitori e delle aziende tecnologiche potrebbe accelerare lo sviluppo di applicazioni basate sulla FHE, contribuendo così a una maggiore sicurezza dei dati e alla protezione della privacy.

Se stai lavorando su prodotti basati sulla FHE o hai idee innovative nel campo della crittografia, ti invitiamo a contattarci. La FHE è un campo in evoluzione e le opportunità di innovazione sono immense.