Конфиденциальность в Web3: защита данных в эпоху децентрализации – Пульс новости ‘8.2’

Представьте себе игру в покер, где ваши карты видны всем. Справедливо ли это? Покер – это игра, в которой игроки полагаются на секретность своих карт и непредсказуемость игры, чтобы выработать стратегию и перехитрить соперников. Разработка децентрализованных приложений для покера на открытых блокчейнах, где все данные транзакций являются прозрачными, была бы невозможна.

Конфиденциальность раскрывает потенциал Web3
Отрасли, такие как игры, платежи, проверка личности, голосование и институциональные финансы, полагаются на конфиденциальность для эффективного функционирования. Без нее многие потенциальные применения децентрализованных приложений остались бы нереализованными.

Например, конфиденциальность пользователей является основной проблемой для индивидуальных и институциональных пользователей при проведении финансовых транзакций. Хотя криптовалюты обеспечивают повышенную надежность платформы, им по-прежнему не хватает конфиденциальности традиционных методов оплаты. В то же время блокчейн как ценностный слой непригоден для массового внедрения, если он полностью прозрачен. Вы не хотели бы, чтобы ваша семья и коллеги знали, сколько вы зарабатываете, а также соседи или злоумышленники, чтобы узнать, сколько у вас есть криптовалюты, потому что вы рискуете стать мишенью. Конфиденциальность позволяет проводить приватные, но прослеживаемые транзакции, что решает проблемы пользователей и соответствует таким нормативным актам, как Общий регламент ЕС по защите данных (GDPR).

Аналогично, видеоигры, включая многопользовательские карточные игры, игры-арены и стратегические ролевые игры, требуют секретности определенных игровых элементов для поддержания захватывающего и сложного опыта. Без внедрения конфиденциальности платформы блокчейна не смогли бы размещать такие игры, что значительно ограничило бы библиотеку игр блокчейна.

Помимо этих двух проблем, подход к аутентификации по принципу “все или ничего” в сетях блокчейнов также препятствует их внедрению в таких областях, как голосование, проверка личности и здравоохранение.

Конфиденциальность и дилемма

Внедрение конфиденциальности в ходе перехода к Web3 также поднимает сложную дилемму. С одной стороны, абсолютная прозрачность блокчейнов и децентрализованных реестров может ущемлять фундаментальное право пользователей на конфиденциальность данных. С другой стороны, полная конфиденциальность может создать привлекательные возможности для незаконных действий, таких как отмывание денег и мошенничество. Соблюдение баланса между этими двумя конкурирующими интересами потенциально может привести к более широкому внедрению Web3 и децентрализованных технологий в глобальном масштабе.

Текущие методы криптографии: ограничения

Хотя индустрия блокчейн уже начала работать над внедрением конфиденциальности в свои протоколы, текущие криптографические методы – доказательства с нулевым разглашением (ZKP) и доверенные среды выполнения (TEE) – имеют ограничения, которые ограничивают их применимость или эффективность для защиты конфиденциальности на цепочке.

Протоколы доказательства с нулевым разглашением позволяют одной стороне доказать другой, что утверждение является истинным, не раскрывая никакой информации, кроме действительности утверждения. Эти протоколы были успешно реализованы в различных приложениях блокчейна для обеспечения конфиденциальности транзакций. Однако они сталкиваются с проблемами, когда речь идет о сценариях, включающих нескольких сторон, что делает их непригодными для децентрализованных приложений со сложными вычислениями. Более того, интеграция этих протоколов требует специализированных знаний и инструментов, что представляет собой дополнительный барьер для малого бизнеса и индивидуальных пользователей.

Доверенные среды выполнения используются для обеспечения безопасной среды, в которой приложения могут выполнять конфиденциальные вычисления, запуская приложения изолированно от операционной системы; это повышает безопасность приложения и его данных. Применение этой криптографической технологии выходит за рамки индустрии блокчейна, так как она широко используется в таких индустриях, как мобильные платежи и облачные вычисления. Тем не менее, доверенные среды выполнения остаются уязвимыми для атак по боковым каналам, которые потенциально могут привести к утечке конфиденциальной информации. Эта уязвимость ставит под угрозу общую безопасность платформы.

Шифрование с полной гомоморфизмом: решение для конфиденциальности на цепочке

Среди постоянных усилий индустрии блокчейна по разработке оптимального решения для защиты конфиденциальности на цепочке, шифрование с полной гомоморфизмом (FHE) выделяется как перспективная технология. В отличие от традиционных криптографических протоколов, предназначенных для защиты данных при передаче или хранении, FHE позволяет выполнять вычисления над зашифрованными данными без необходимости их расшифровки.

В результате подход FHE к шифрованию делает его идеальным для обеспечения конфиденциальности на цепочке для децентрализованных приложений и протоколов Web3. Он позволяет вычислять и обрабатывать зашифрованные данные, никогда не расшифровывая их, тем самым сохраняя конфиденциальность важной информации на протяжении всего процесса.

Более того, в то время как прозрачная природа блокчейна может быть недостатком, потому что вам нужно иметь возможность проверять исторические транзакции, FHE полностью основан на криптографии и детерминирован, так что каждый может воспроизвести и проверить целостность вычисления.

Благодаря FHE разработчики теперь могут создавать на платформах блокчейна сложные многопользовательские приложения – от децентрализованных частных платформ социальных сетей до систем управления медицинскими данными. Это расширяет полезность и привлекательность технологий Web3, привлекая более разнообразную базу пользователей и стимулируя внедрение в различных случаях использования, упомянутых выше, таких как голосование, проверка личности, цепочка поставок, платежи, игры и многое другое.

Тем не менее, важно отметить, что технология FHE все еще находится на ранних стадиях разработки и в настоящее время сталкивается с ограничениями производительности, особенно в скорости обработки. Вычислительные требования операций FHE значительно выше, чем у традиционных криптографических технологий. Однако это может скоро измениться с появлением на рынке новых разработок, особенно с разработкой чипов программируемых вентильных матриц (FPGA), предназначенных специально для таких вычислений.

Более того, решения Web3 с FHE смогут соответствовать нормативным актам по защите данных и предотвращению преступлений и облегчать работу отраслям со строгими требованиями к безопасности данных. В отличие от большинства стандартных криптографических методологий, FHE обеспечивает безопасность, которая, теоретически, нерушима и даже оказывается устойчивой к будущим технологиям квантовых вычислений.