การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบ (Fully Homomorphic Encryption)

การเข้ารหัสแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบ (Fully Homomorphic Encryption: FHE) คือรูปแบบการเข้ารหัสชนิดหนึ่งที่ทำให้สามารถคำนวณอะไรก็ได้บนข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสอยู่ ผลลัพธ์จะยังคงถูกเข้ารหัสไว้ และเมื่อถอดรหัสแล้วจะได้ผลตรงกับที่การคำนวณแบบเดียวกันบนข้อมูลต้นฉบับจะให้ผล

ทำไมจึงสำคัญ

โดยปกติ ข้อมูลต้องถูกถอดรหัสก่อนจึงจะนำไปประมวลผลได้ ซึ่งทำให้ข้อมูลเปิดเผยต่อผู้ที่ทำการประมวลผล เช่น ผู้ให้บริการคลาวด์ FHE ตัดขั้นตอนนี้ออกไป รูปแบบการเข้ารหัสแบบ “โฮโมมอร์ฟิกบางส่วน” (partially homomorphic) ที่มีมาก่อนรองรับการดำเนินการได้เพียงชนิดเดียว เช่น การบวกหรือการคูณ ส่วนรูปแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบรองรับทั้งสองชนิด ซึ่งเพียงพอที่จะสร้างการคำนวณใดก็ได้ เครก เจนทรี (Craig Gentry) นักวิทยาการเข้ารหัสลับ เป็นผู้เผยแพร่รูปแบบโฮโมมอร์ฟิกเต็มรูปแบบเป็นคนแรก และงานวิจัยในเวลาต่อมาก็ทำให้เร็วขึ้นมาก แต่ก็ยังช้ากว่าการคำนวณบนข้อมูลปกติอยู่มาก ในแวดวงบล็อกเชน มีการศึกษานำ FHE มาใช้กับสัญญาอัจฉริยะแบบรักษาความลับ การลงคะแนนแบบลับ และการประมูลแบบปิดซอง ซึ่งเครือข่ายต้องคำนวณผลลัพธ์โดยไม่ให้ใครเห็นข้อมูลนำเข้าของแต่ละราย FHE เกี่ยวข้องกับ zero-knowledge proof แต่แตกต่างกัน เพราะ zero-knowledge proof ใช้พิสูจน์ว่าข้อความหนึ่งเป็นจริงโดยไม่เปิดเผยข้อมูลเบื้องหลัง

ตัวอย่าง

ผู้ใช้รายหนึ่งเข้ารหัสตัวเลขสองตัวด้วยกุญแจของตน แล้วส่งค่าที่เข้ารหัสแล้วไปยังบริการคลาวด์ บริการนั้นนำตัวเลขมาบวกกันโดยไม่เคยถอดรหัสเลย แล้วส่งผลรวมที่ยังเข้ารหัสอยู่กลับมา มีเพียงผู้ใช้ซึ่งถือกุญแจลับเท่านั้นที่ถอดรหัสผลลัพธ์และอ่านผลรวมได้ บริการนั้นไม่มีทางรู้ตัวเลขทั้งสองตัวหรือคำตอบเลย

คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง

• การพิสูจน์แบบไม่เปิดเผยข้อมูล (Zero-Knowledge Proof)
• กุญแจส่วนตัว (Private Key)
• สัญญาอัจฉริยะ (Smart Contract)