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Cos’è la Fully Homomorphic Encryption?

La Fully Homomorphic Encryption è una forma di schema di crittografia che permette di eseguire calcoli sui dati mentre sono criptati. Il suo obiettivo è quello di consentire i calcoli sui testi cifrati in modo tale che non deve mai essere decifrato per i passaggi intermedi durante il calcolo.

Questo fornisce una potente funzionalità per casi d’uso come il cloud computing e l’analisi dei big data, dove è richiesta l’elaborazione di grandi quantità di dati, ma le informazioni sensibili o proprietarie devono essere mantenute private da terze parti.

Questa idea sembra impossibile. Come si possono eseguire operazioni (addizione, moltiplicazione, ecc.) sui dati senza decifrarli?

Il problema è che le chiavi per la crittografia e la decrittografia sono separate negli schemi di crittografia tradizionali, e l’esecuzione di operazioni sui dati crittografati richiede prima la decrittografia.

Con la crittografia completamente omomorfica (FHE), si ha anche una chiave di crittografia, ma a differenza degli schemi tradizionali, si può calcolare sul testo in chiaro in modo arbitrario senza mai decifrarlo.

L’utilità della Fully Homomorphic Encryption

Si tratta di una proprietà tremendamente utile, che permette il calcolo su dati sensibili senza rivelarli all’entità che esegue il calcolo.

Per esempio, si consideri un database di informazioni mediche che è completamente crittografato in modo omomorfico.

Una chiave di crittografia può essere data ad un medico, che può eseguire query sul database per determinare se i pazienti con sintomi specifici sono stati trattati. Questo permette al medico di ottenere informazioni sui loro pazienti senza avere accesso ai dati effettivi nel database.

In che modo FHE è diverso da altre forme di Fully Homomorphic Encryption?

In termini di possibilità di calcolo sui dati crittografati, la Fully Homomorphic Encryption ha diversi tipi: parzialmente, un po’, completamente livellata e completamente omomorfa.

Parzialmente omomorfa e un po’ omomorfa permettono solo un particolare tipo di operazione sui dati crittografati, anche con una ripetizione limitata.

La crittografia completamente omomorfica supporta un numero illimitato di operazioni sui dati crittografati. Inoltre, l’operazione può essere applicata un numero illimitato di volte.

Vantaggi della Fully Homomorphic Encryption

FHE può essere usata per immagazzinare dati privati sensibili su server di terze parti e permettere ancora il calcolo su quei dati privati mantenendoli criptati. Gli amministratori del server non possono scoprire quali calcoli sono stati fatti sui dati privati (assumendo un’implementazione sicura di FHE).

FHE elimina il compromesso tra l’usabilità dei dati e la loro privacy. La privacy dei dati è preservata senza bisogno di mascherare o rimuovere alcuna caratteristica.

Una corretta implementazione di FHE significa un’alta resilienza contro gli attacchi quantistici, rendendo questo schema quantum-safe.

FHE sta ancora emergendo ed è visto come commercialmente inattuabile, quindi c’è ancora molta ricerca da fare prima che diventi ampiamente utilizzabile.

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