FHE: Solusi Ultim untuk Perlindungan Privasi Data

FHE( enkripsi homomorfik sepenuhnya) adalah teknologi enkripsi canggih yang memungkinkan perhitungan langsung pada data yang dienkripsi, sehingga dapat memproses data sambil melindungi privasi. Teknologi ini memiliki prospek aplikasi yang luas di berbagai bidang seperti keuangan, kesehatan, dan komputasi awan, tetapi saat ini masih menghadapi masalah seperti biaya komputasi yang besar dan skalabilitas yang buruk, dan memerlukan terobosan teknologi lebih lanjut untuk mencapai komersialisasi.

Prinsip Dasar FHE

Inti dari FHE adalah menyembunyikan informasi asli melalui polinomial dan mengubah perhitungan menjadi bentuk sirkuit. Proses keseluruhan mencakup:

1. Pilih polinomial kunci, polinomial acak, dan polinomial "kesalahan" kecil
2. Enkripsi teks asli menggunakan polinomial ini
3. Mengubah perhitungan menjadi bentuk sirkuit
4. Menggunakan teknik seperti pengalihan kunci, pengalihan modulus, dan booting untuk mengelola kebisingan

Yang paling penting adalah mengarahkan ( Bootstrap ) teknologi, yang dapat mereset kebisingan ke tingkat awal, sehingga memungkinkan perhitungan dengan kedalaman tak terbatas. Saat ini, solusi FHE yang populer seperti TFHE, CKKS, dan lain-lain menggunakan teknologi pengarahan.

Tantangan Utama yang Dihadapi FHE

Masalah terbesar FHE adalah biaya komputasi yang terlalu tinggi. Sebagai contoh, waktu komputasi untuk dekripsi AES-128 dalam versi FHE adalah sekitar 500 juta kali lipat dari versi biasa. Ini terutama disebabkan oleh proses komputasi kriptografi yang tidak langsung dan biaya tambahan yang ditimbulkan oleh teknologi seperti bootstrapping.

Untuk mengatasi masalah ini, DARPA AS meluncurkan program DPRIVE, yang bertujuan untuk meningkatkan kecepatan perhitungan FHE menjadi 1/10 dari perhitungan biasa. Program ini terutama berfokus pada beberapa aspek berikut:

1. Memperbesar panjang kata prosesor
2. Membangun prosesor ASIC khusus
3. Menggunakan arsitektur paralel MIMD

Meskipun rencana DPRIVE akan segera berakhir, saat ini masih belum mencapai target yang diharapkan, peningkatan kinerja FHE masih memiliki jalan panjang untuk ditempuh.

Aplikasi FHE dalam Blockchain

Dalam bidang blockchain, FHE terutama digunakan untuk melindungi privasi data on-chain, termasuk:

• Transaksi Privasi Di Dalam Rantai
• Perlindungan privasi data pelatihan AI
• Privasi pemungutan suara di blockchain
• Perlindungan MEV dan lain-lain

Namun, karena keterbatasan kinerja, saat ini penerapan FHE dalam blockchain masih terbatas.

Pengenalan Proyek FHE Utama

Saat ini, proyek FHE di bidang blockchain terutama mencakup:

• Zama: menyediakan rangkaian alat pengembangan berbasis TFHE
• Fhenix: Membangun Optimism Layer 2 yang Mengutamakan Privasi
• Privasea: Perlindungan privasi data untuk LLM
• Inco Network: Membangun FHE Layer 1
• Arcium: Penggabungan berbagai teknik kriptografi
• Octra: Implementasi FHE baru berdasarkan hypergraph

Prospek Masa Depan FHE

Teknologi FHE saat ini masih berada pada tahap awal, dan masih ada jalan panjang sebelum aplikasi komersial skala besar dapat direalisasikan. Perkembangan di masa depan terutama bergantung pada beberapa aspek berikut:

1. Kemajuan penelitian dan pengembangan chip FHE khusus
2. Algoritma FHE yang lebih efisien
3. Investasi modal yang berkelanjutan
4. Implementasi di bidang-bidang kunci seperti pertahanan, keuangan, dan kesehatan

Meskipun menghadapi berbagai tantangan, FHE sebagai teknologi perlindungan privasi yang sangat menjanjikan, tetap layak untuk diharapkan di masa depan. Dengan terobosan teknologi yang terus berlanjut dan perluasan skenario aplikasi, FHE diharapkan dapat mencapai pertumbuhan yang eksplosif di masa depan, membawa perubahan revolusioner dalam perlindungan privasi data.