La cryptographie homomorphe a le potentiel de transformer la technologie blockchain et l’intelligence artificielle. Cette branche innovante de la cryptographie permet d’effectuer des calculs sur des données cryptées sans avoir à les déchiffrer au préalable, ce qui ouvre un large éventail de possibilités en termes de confidentialité et de sécurité. Dans cet article, nous allons explorer comment la cryptographie homomorphe arrive à l’avant-garde de la technologie et son impact sur la blockchain et l’IA. Nous verrons également comment ces disciplines adoptent cette technologie prometteuse pour atteindre un nouveau niveau de sécurité et de confidentialité dans leurs opérations.
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Qu’est-ce que la cryptographie homomorphe (FHE) ?
La cryptographie homomorphe (connue sous le nom de FHE ou Fully Homomorphic Encryption) est une branche de la cryptographie qui permet d’effectuer des opérations mathématiques sur des données cryptées sans avoir à les déchiffrer. Autrement dit, avec la cryptographie homomorphe, il est possible d’exécuter des calculs sur des données cryptées et d’obtenir un résultat crypté. En fin de compte, ce résultat, une fois déchiffré, coïncidera avec le résultat qui serait obtenu si les mêmes opérations étaient effectuées sur les données en texte brut. Cette capacité est essentielle dans les environnements où la confidentialité et la sécurité des données sont de la plus haute importance, comme c’est le cas dans le domaine de l’intelligence artificielle et de la technologie blockchain.
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Cette explication peut vous paraître complexe, alors faisons plus simple : La cryptographie homomorphe est un type de cryptographie dans laquelle nos données n’ont pas besoin d’être déchiffrées pour les mettre à jour. Ceci est possible parce que ce type de cryptographie nous offre des outils pour modifier directement ces données, en utilisant une clé spéciale ou une authentification qui permet cette fonctionnalité. Bien entendu, cette capacité ne peut être utilisée qu’avec notre consentement et notre autorisation, car il n’existe aucun moyen pour un tiers non autorisé d’utiliser cette capacité.
Comment ça marche
Pour comprendre le fonctionnement de la cryptographie homomorphe, prenons un exemple simple. Supposons que vous ayez deux nombres : 3 et 5 (appelés valeurs de base) et que vous souhaitiez les additionner en toute sécurité. C’est-à-dire sans révéler les valeurs d’origine (3 et 5). Eh bien, avec la cryptographie homomorphe, cela est possible. Tout d’abord, nous chiffrons nos valeurs de base (3 et 5) à l’aide d’un algorithme de chiffrement homomorphe. Ce procédé nous permet de transformer ces valeurs en leur équivalent crypté, que nous appellerons désormais « A » et « B ».
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Ensuite, l’opération d’ajout s’effectue directement sur les données chiffrées. Pour ce faire, en utilisant la cryptographie homomorphe, nous prenons les valeurs « A » et « B » et les affectons à une opération d’addition cryptée qui aboutit à une valeur « C ». A noter que dans le cas de l’addition A et B, nous avons travaillé avec les valeurs chiffrées et non avec les valeurs de base. Cela signifie que sur le plan informatique, personne ne sait exactement quelle valeur A et B ont. Seul celui qui a chiffré ces valeurs en premier lieu le sait, ce qui en fait une opération aveugle et totalement privée.
Enfin, en déchiffrant la valeur cryptée « C », on obtient le résultat de la somme originale. Dans ce cas, 8. Cet exemple illustre comment la cryptographie homomorphe permet d’effectuer des opérations mathématiques sur des données cryptées et d’obtenir un résultat crypté qui, une fois déchiffré, révèle le résultat de l’opération originale, sans qu’il soit nécessaire de révéler les valeurs originales des données. . Cette approche est inestimable dans les applications où la confidentialité et la sécurité des données sont essentielles, comme le traitement de données sensibles dans l’IA ou la gestion des transactions blockchain..
Avons-nous besoin d’une cryptographie homomorphe ?
A la question de savoir si la cryptographie ZKP ou zéro connaissance ne fait pas la même chose que la cryptographie homomorphe et s’il est vraiment nécessaire de nous compliquer la vie avec plus de cryptographie. La réponse est la suivante :
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Tout d’abord, ZKP et la cryptographie homomorphe sont deux choses très différentes. Bien que les deux soient privés et aient tendance à avoir des schémas de connaissance nulle (il est possible de vérifier l’authenticité des données cryptées sans que personne ne connaisse les données cryptées), il existe une énorme différence en matière de propriété : l’homomorphisme. Sans entrer dans des explications mathématiques très détaillées, L’homomorphisme est une propriété mathématique qui permet de conserver les données d’un objet, même lorsque des opérations lui ont été appliquées. ZKP n’a pas cette capacité et c’est ce qui l’empêche de concrétiser l’exemple précédent (ajouter les nombres 3 et 5 et nous donner le résultat avec les données cryptées).
En ce sens, si nous voulions réaliser l’exemple précédent en utilisant ZKP, il faudrait déchiffrer les valeurs A et B, montrant que nous parlons en réalité de 3 et 5. Ce serait révéler nos données à l’extérieur. . Même s’il s’agit d’un simple ordinateur, le fait de déchiffrer les chiffres ouvre une fenêtre pour extraire des informations et violer la vie privée. Avec la cryptographie homomorphe, cela ne se produit pas, car pour effectuer cette opération, il n’est pas nécessaire de décrypter quoi que ce soit. Nous pouvons faire l’opération sans utiliser les mêmes données privées.
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Évolution naturelle de la cryptographie
Il L’homomorphisme n’est qu’une évolution naturelle de la cryptographie. La possibilité de créer une cryptographie homomorphe existe depuis longtemps. En 1978, par exemple, Ronald Rivest, Leonard Adleman et Mike Dertouzos publiaient : Sur les banques de données et les homomorphismes de la vie privée, la première mention publique de la cryptographie homomorphe. Taher ElGamal, connu pour son chiffre ElGamal, en a également parlé dans son article Un cryptosystème à clé publique et un schéma de signature basé sur des logarithmes discrets.
Aujourd’hui, grâce à nos ordinateurs puissants et à nos connaissances en la matière, nous sommes capables de créer ces mécanismes. Et son utilité est énorme. Imaginez si vous n’aviez jamais besoin de décrypter quoi que ce soit pour pouvoir utiliser les données cryptées stockées au même endroit. Imaginez qu’un pirate informatique tente de voler les données de votre ordinateur portable et réussisse. Il n’obtiendra que des données cryptées sans valeur, car il ne possède pas la clé, car elle n’est stockée sur aucun appareil. Vous seul l’avez. C’est l’un des cas d’utilisation potentiels de cette technologie.
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Un rôle crucial pour la protection des données
Cette dernière souligne le rôle pertinent de la cryptographie homomorphe dans des environnements où la confidentialité et la sécurité des données sont fondamentales.
- Confidentialité des données sensibles: Dans des environnements tels que l’intelligence artificielle et le traitement des données cloud, la cryptographie homomorphe permet d’effectuer des calculs sur des données cryptées. Ceci est essentiel pour protéger la confidentialité des informations sensibles.
- Sécurité du cloud computing: La cryptographie homomorphe permet aux utilisateurs d’effectuer des opérations sur les données dans le cloud sans révéler d’informations sensibles, ce qui est crucial pour garantir la confidentialité des données stockées et traitées dans des environnements distants.
- Confidentialité dans la Blockchain: Dans le contexte de la technologie blockchain, la cryptographie homomorphe peut jouer un rôle clé en permettant d’effectuer des opérations sur des données cryptées, préservant ainsi la confidentialité des transactions et autres données stockées sur la blockchain.
- Protection des données en transit: Dans les applications où des calculs doivent être effectués sur les données avant qu’elles ne soient déchiffrées, la cryptographie homomorphe offre une couche de sécurité supplémentaire en permettant des opérations sur les données cryptées lors de leur transmission.
Tout cela signifie que la cryptographie homomorphe est essentielle dans les environnements où la confidentialité et la confidentialité des données sont une priorité. Sa capacité à effectuer des calculs sur des données cryptées sans les déchiffrer répond aux défis de sécurité et de confidentialité dans diverses applications. Cela en fait un outil précieux pour protéger les données sensibles dans les environnements informatiques modernes.
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La blockchain à l’avant-garde
La cryptographie homomorphe a suscité un grand intérêt dans le domaine de la technologie blockchain, en raison de sa capacité à effectuer des opérations sur des données cryptées sans avoir besoin de les décrypter. Il offre ainsi de nouvelles possibilités en termes de confidentialité et de sécurité des données. Bien que son adoption dans les projets blockchain soit encore en cours de développement, des cas d’utilisation prometteurs sont visibles. Ci-dessous quelques projets :
- Recherche IBM a travaillé sur développement de systèmes homomorphes pour les applications blockchain. Il a démontré comment la cryptographie homomorphe peut être utilisée pour traiter les données financières en toute sécurité, en préservant leur confidentialité. Cette approche est essentielle pour les transactions financières sur blockchain, où la sécurité et la confidentialité des données sont primordiales.
- Projets DeFi (Finance Décentralisée) et d’assurance. Bien qu’il n’existe actuellement aucun projet DeFi ou d’assurance spécifique utilisant largement la cryptographie homomorphe, un potentiel important se profile à l’horizon. Surtout, en raison de sa capacité à fonctionner sur des données cryptées, il serait beaucoup plus difficile pour des tiers de pirater ces protocoles.
- Applications d’apprentissage automatique dans la blockchain. La cryptographie homomorphe est explorée dans le contexte de l’externalisation de la formation et de l’inférence de modèles d’apprentissage automatique dans des environnements blockchain. Cette application permet de traiter les données et les modèles de manière cryptée, protégeant ainsi la confidentialité des utilisateurs dans les applications sensibles à la vie privée, telles que la biométrie ou la médecine génomique.
Cas d’utilisation réels
Zama
Zama est une société de cryptographie open source qui a développé des solutions FHE (Fully Homomorphic Encryption) pour la blockchain et l’IA. Votre cadre spécifique Permet aux data scientists de créer des modèles qui fonctionnent sur des données chiffrées, sans nécessiter de connaissances en cryptographie. Cela représente une avancée significative, car cela permet d’effectuer des calculs sur des données cryptées sans avoir besoin de les déchiffrer, garantissant ainsi la confidentialité des données. En effet, Zama est très active dans le développement de solutions FHE. Elle est la créatrice de Bétonune solution FHE pour l’intelligence artificielle qui est un logiciel libre et disponible pour toutes les plateformes.
Pour y parvenir, Zama a implémenté fhEVM (Fully Homomorphic Encryption Virtual Machine) via un hard fork Ethereum, permettant l’exécution de contrats intelligents confidentiels sur des données cryptées, garantissant à la fois confidentialité et composabilité. Bien qu’il existe des défis en termes de performances, ses progrès dans la mise en œuvre de FHE sur la blockchain représentent une étape importante vers la confidentialité et la sécurité des données dans cet environnement. Il s’agit sans aucun doute du projet le plus avancé de la FHE en matière de blockchain. Vous pouvez accéder à plusieurs de leurs démos en ligne sur ÉtreindreVisage.
Identité et informations d’identification numériques
Phénix
Phénix est une solution blockchain révolutionnaire qui utilise le cryptage entièrement homomorphique (FHE) pour fournir des calculs sur des données cryptées sur Ethereum. À cette fin, Fhenix utilise FHE pour garantir la confidentialité dans la blockchain, ouvrant de nouvelles possibilités en termes de confidentialité, de sécurité et de fonctionnalités dans Web3, ce qui en fait un pionnier dans le domaine des solutions blockchain confidentielles.
Les deux projets seront présents lors de la prochaine édition de l’ETH Denver 2024, qui aura lieu le 28 février. Ils y démontreront leurs avancées technologiques dans le secteur et offriront un aperçu de l’utilisation de cette nouvelle technologie de cryptage à l’avenir.
