Fully Homomorphic Encryption
Vollhomomorphe Verschlüsselung (FHE), zuerst 2009 von Gentry konstruiert, erlaubt die Auswertung von Schaltkreisen beliebiger Tiefe auf Geheimtexten, wobei das entschlüsselte Ergebnis der Schaltkreisausgabe auf dem Klartext entspricht.
Zweck
Ermöglicht die datenschutzfreundliche Auslagerung beliebiger Berechnungen, den „Heiligen Gral“ der Kryptographie, und bildet die Grundlage für verschlüsseltes maschinelles Lernen und verschlüsselte Datenbankabfragen.
Mechanismus
Baut auf geringfügig homomorpher Verschlüsselung über idealen Gittern plus Bootstrapping zur Rauschkontrolle auf. Bootstrapping wertet den Entschlüsselungsschaltkreis homomorph unter einem verschlüsselten Entschlüsselungsschlüssel aus und setzt das Rauschen zurück. Spätere Schemata (BFV, CKKS, TFHE) optimieren die Leistung.
Anwendungsfälle
- Verschlüsselte ML-Inferenz
- Verschlüsselte SQL-Abfragen über Datenbanken
- Datenschutzfreundliche statistische Analyse