Fully Homomorphic Encryption

Einfach
Was ist Fully Homomorphic Encryption?
Kurzbeschreibung
Fully Homomorphic Encryption ist ein Verfahren, bei dem man beliebige Berechnungen mit verschlüsselten Daten durchführen kann und dabei die gleichen Ergebnisse erhält wie bei der Durchführung dieser Berechnungen mit dem Plaintext.
Im Detail

Fully Homomorphic Encryption ist eine Form der Verschlüsselung, die es erlaubt, Berechnungen mit den Daten durchzuführen, während sie verschlüsselt sind. Ihr Ziel ist es, Berechnungen mit Ciphertexten so zu ermöglichen, dass sie bei Zwischenschritten während der Berechnung nie entschlüsselt werden müssen. Dies bietet leistungsstarke Funktionen für Anwendungsfälle wie Cloud Computing und Big Data Analytics, bei denen die Verarbeitung großer Datenmengen erforderlich ist, sensible oder geschützte Informationen aber vor Dritten geheim gehalten werden müssen.Diese Idee klingt unmöglich. Das Problem ist, dass bei herkömmlichen Verschlüsselungsverfahren die Schlüssel für die Ver- und Entschlüsselung getrennt sind und die verschlüsselten Daten erst entschlüsselt werden müssen, um sie zu bearbeiten.Bei der Fully Homomorphic Encryption (FHE) gibt es zwar auch einen Verschlüsselungsschlüssel, aber im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren kann man mit dem Plaintext auf beliebige Weise rechnen, ohne ihn zu entschlüsseln.Der Nutzen der Fully Homomorphic EncryptionEs ist eine äußerst nützliche Eigenschaft, die es ermöglicht, mit sensiblen Daten zu rechnen, ohne dass derjenige, der die Berechnung durchführt, etwas davon erfährt. Nehmen wir zum Beispiel eine Datenbank mit medizinischen Informationen, die Fully Homomorphic Encryption verschlüsselt ist. Einem Arzt kann ein Verschlüsselungsschlüssel gegeben werden, mit dem er die Datenbank abfragen kann, um festzustellen, ob Patienten mit bestimmten Symptomen behandelt wurden. Wie unterscheidet sich FHE von anderen Formen der homomorphen Verschlüsselung?In Bezug auf die Möglichkeit, Berechnungen über verschlüsselte Daten durchzuführen, gibt es verschiedene Arten der homomorphen Verschlüsselung: partially, somewhat, leveled fully und fully homomorphic encryption.Partially homomorphic und somewhat homomorphic erlauben nur eine bestimmte Art von Operationen über verschlüsselte Daten, und das auch nur mit begrenzter Wiederholung. Fully Homomorphic Encryption ermöglicht eine unbegrenzte Anzahl von Operationen mit verschlüsselten Daten. Außerdem kann die Operation unbegrenzt oft angewendet werden. Vorteile von Fully Homomorphic EncryptionFHE kann verwendet werden, um sensible private Daten auf Servern von Drittanbietern zu speichern und trotzdem Berechnungen mit diesen privaten Daten zu ermöglichen, während sie verschlüsselt bleiben. Die Serveradministratoren können nicht herausfinden, welche Berechnungen mit den privaten Daten durchgeführt wurden (eine sichere FHE-Implementierung vorausgesetzt).FHE beseitigt den Zielkonflikt zwischen der Nutzbarkeit der Daten und ihrer Privatsphäre. Die Privatsphäre der Daten bleibt gewahrt, ohne dass ein Merkmal maskiert oder entfernt werden muss. Eine ordnungsgemäße FHE-Implementierung bedeutet eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Quantenangriffe und macht dieses Verfahren quantensicher.FHE befindet sich noch im Anfangsstadium und wird als kommerziell nicht durchführbar angesehen, so dass noch viel geforscht werden muss, bevor es umfassend genutzt werden kann.

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