Həssas xəstə qeydləri üzərində süni intellekt məlumatlarının təhlili aparmaq üçün bulud hesablama xidmətindən istifadə etmək istəyən xəstəxana, hesablama zamanı həmin məlumatların gizli qalacağına zəmanət tələb edir. Homomorfik şifrələmə bu zəmanəti təmin edə bilən təhlükəsizlik sxeminin xüsusi növüdür.

Texnika məlumatları şifrələyir ki, hər kəs məlumatı deşifrə etmədən hesablamalar apara bilsin, başqalarının xəstə qeydləri haqqında heç nə öyrənməsinə mane olur. Bununla belə, homomorfik şifrələmə əldə etməyin bir neçə yolu var və onlar hesablama baxımından o qədər intensivdir ki, onları real dünyada yerləşdirmək çox vaxt mümkün olmur.

MIT tədqiqatçıları sadə və hesablama baxımından yüngül kriptoqrafik alətlərə əsaslanan homomorfik şifrələmə sxemlərinin qurulması üçün yeni nəzəri yanaşma işləyib hazırladılar. Onların texnikası iki aləti birləşdirir ki, onlar hər ikisinin tək başına olduğundan daha güclü olurlar. Tədqiqatçılar bundan “bir qədər homomorfik” şifrələmə sxemi qurmaq üçün istifadə edirlər, yəni bu, daha mürəkkəb hesablamalara imkan verən tam homomorfik şifrələmədən fərqli olaraq, istifadəçilərə şifrələnmiş məlumatların şifrəsini açmadan məhdud sayda əməliyyatlar həyata keçirməyə imkan verir.

Bu bir qədər homomorfik texnika özəl verilənlər bazası axtarışları və özəl statistik analiz kimi bir çox tətbiqləri ələ keçirə bilər.

Bu sxem hələ nəzəri olsa da və praktikada istifadə edilməzdən əvvəl çox iş görülsə də, onun daha sadə riyazi strukturu onu real dünya ssenarilərinin daha geniş diapazonunda istifadəçi məlumatlarını qorumaq üçün kifayət qədər səmərəli edə bilər.

MIT-in Elektrik Mühəndisliyi və Kompüter Elmləri Departamentində Proqram Texnologiyaları üzrə Douglas Ross Karyera İnkişafı Professoru Henry Corrigan-Gibbs deyir: “Xəyal budur ki, siz ChatGPT əmrinizi yazın, onu şifrələyin, şifrəli mesajı ChatGPT-ə göndərin və sonra o, nə soruşduğunuzu görmədən sizin üçün nəticələr çıxara bilsin “ . sxem.

“Biz oraya çatmaqdan çox uzaqdayıq, çünki bu sxemlər çox səmərəsizdir. Bu işdə biz standart alətlərdən istifadə etməyən homomorfik şifrələmə sxemlərini qurmağa çalışmaq istədik, çünki fərqli yanaşmalar çox vaxt daha səmərəli, daha praktik konstruksiyalara gətirib çıxara bilər.”

Onun həmmüəllifləri arasında EECS aspirantı Alexandra Henzinger; Yael Kalai, Ellen Swallow Richards (1873) Professor və EECS professoru; və Vinod Vaikuntanathan, Ford Mühəndislik Professoru və MIT Kompüter Elmləri və Süni İntellekt Laboratoriyasının (CSAIL) əsas tədqiqatçısı. Tədqiqat Kriptoqrafik Texnikaların Nəzəriyyəsi və Tətbiqləri üzrə Beynəlxalq Konfransda təqdim olunacaq.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741939514&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-03-method-encrypted-decryption.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1741939513771&bpp=1&bdt=333&idt=293&shv=r20250305&mjsv=m202503100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741862645%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741862645%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1741862645%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7400564014564&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2114&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090962%2C42531514%2C95344790%2C95354314%2C95354336%2C95354597&oid=2&pvsid=1813844589418851&tmod=2043986037&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=299

Təhlükəsizlik və çevikliyin tarazlaşdırılması

MIT tədqiqatçıları 1970-ci illərdə homomorfik şifrələmə haqqında nəzəriyyələr yaratmağa başladılar. Ancaq hesablamanı təmin etmək üçün kifayət qədər çevik bir şəkildə mesajı etibarlı şəkildə yerləşdirmək üçün lazım olan riyazi strukturun layihələndirilməsi olduqca çətin idi. İlk homomorfik şifrələmə sxemi 2009-cu ilə qədər tərtib edilməmişdir.

Henzinger deyir: “Bu iki tələb çox gərgindir. Bir tərəfdən təhlükəsizliyə ehtiyacımız var, digər tərəfdən isə homomorfizmdə bu çevikliyə ehtiyacımız var. Oraya çatmaq üçün çox az riyazi yollarımız var”.

Əslində, homomorf sxemlər mesajı şifrələmək üçün ona səs-küy əlavə edir. Alqoritmlər və maşın öyrənmə modelləri həmin şifrələnmiş mesaj üzərində əməliyyatlar həyata keçirdikcə səs-küy qaçılmaz olaraq artır. Əgər insan çox uzun müddət hesablayırsa, səs-küy nəticədə mesajı kölgədə qoya bilər.

“Əgər siz bu şifrələnmiş məlumatlar üzərində dərin neyron şəbəkəsi işlədirsinizsə, məsələn, hesablamanın sonuna çatdığınız zaman səs-küy mesajdan milyard dəfə böyük ola bilər və siz əslində mesajın nə dediyini anlaya bilməzsiniz” deyə Korriqan-Gibbs izah edir.

Bu problemi həll etməyin iki əsas yolu var. İstifadəçi əməliyyatları minimuma endirə bilər, lakin bu, şifrələnmiş məlumatların necə istifadə oluna biləcəyini məhdudlaşdırır. Digər tərəfdən, istifadəçi səs-küyü azaltmaq üçün əlavə addımlar əlavə edə bilər, lakin bu üsullar böyük miqdarda əlavə hesablama tələb edir.

Bir qədər homomorfik şifrələmə ortada bir yerdə istifadəçilərlə görüşməyə çalışır. Onlar səs-küyün əldən çıxmasına mane olan xüsusi funksiyalar sinfindən istifadə edərək şifrələnmiş məlumatlar üzərində təhlükəsiz əməliyyatlar yerinə yetirmək üçün texnikadan istifadə edə bilərlər.

Məhdud polinomlar kimi tanınan bu funksiyalar həddindən artıq mürəkkəb əməliyyatların qarşısını almaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Məsələn, funksiyalar bir çox əlavələrə imkan verir, lakin çox əlavə səs-küy yaratmamaq üçün şifrələnmiş məlumatlarda yalnız bir neçə vurma.

Onların hissələrinin cəmindən böyükdür

Tədqiqatçılar öz sxemlərini iki sadə kriptoqrafik aləti birləşdirərək qurublar. Onlar yalnız şifrələnmiş məlumatlara əlavələr edə bilən xətti homomorfik şifrələmə sxemi ilə başladılar və ona bir nəzəri fərziyyə əlavə etdilər.

Bu kriptoqrafik fərziyyə xətti sxemi daha mürəkkəb funksiyaların daha geniş sinfi ilə işləyə bilən bir qədər homomorfik sxemə “qaldırır”.

Henzinger deyir: “Özlüyündə bu fərziyyə bizə çox şey vermir. Amma onları bir araya gətirəndə biz daha güclü bir şey əldə edirik. İndi biz əlavələr və müəyyən sayda çoxalma edə bilərik”.

Homomorfik şifrələmələrin həyata keçirilməsi prosesi olduqca sadədir. Tədqiqatçıların sxemi hər bir məlumat parçasını matrisə elə şifrələyir ki, matris əsas məlumatları gizlədir. Daha sonra, həmin şifrələnmiş məlumatlara əlavələr və ya çarpmalar həyata keçirmək üçün yalnız müvafiq matrisləri əlavə etmək və ya çoxaltmaq lazımdır.

Tədqiqatçılar riyazi sübutlardan istifadə edərək, onların nəzəri şifrələmə sxeminin əməliyyatlar bu məhdud polinom funksiyaları sinfi ilə məhdudlaşdıqda zəmanətli təhlükəsizlik təmin etdiyini göstərmək üçün istifadə ediblər.

İndi onlar bu nəzəri yanaşmanı inkişaf etdirdiklərinə görə , növbəti addım onu ​​real dünya tətbiqləri üçün praktik etmək olacaq. Bunun üçün müasir aparatda müəyyən növ hesablamaları yerinə yetirmək üçün şifrələmə sxemini kifayət qədər sürətli etməli olacaqlar.

Henzinger deyir: “Biz hələ bu sxemi optimallaşdırmaq üçün 10 il sərf etməmişik, ona görə də onun nə qədər səmərəli ola biləcəyini bilmirik”.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar daha mürəkkəb əməliyyatlara imkan vermək üçün texnikalarını genişləndirməyə ümid edirlər, bəlkə də tam homomorfik şifrələmə üçün yeni yanaşmanın inkişafına yaxınlaşırlar .

“Bizim üçün maraqlı olan odur ki, bu iki sadə şeyi bir araya gətirdiyimiz zaman gözləmədiyimiz fərqli bir şey baş verdi. Bu, bizə ümid verir. İndi başqa nə edə bilərik? Başqa bir şey əlavə etsək, bəlkə daha da həyəcan verici bir şey edə bilərik”, – Korriqan-Gibbs deyir.

Daha çox məlumat: Xətti Homomorfizmdən və Seyrək LPN-dən Bir qədər Homomorfik Şifrələmə, eprint.iacr.org/2024/1760Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir