В любом типе шифрования есть ключевое слабое место – необходимость надежно передать ключ шифрования. В IBM создали новый тип шифрования под названием полностью гомоморфное шифрование. С ним выполнять действия над зашифрованным сообщением можно без наличия ключа.
Ключ должны иметь все стороны коммуникации, чтобы иметь возможность зашифровывать и расшифровывать сообщения. При этом ключ необходимо каким-то образом предварительно передать всем участникам. Если ключ попадет в руки злоумышленника, он сможет свободно читать все сообщения.
Полностью гомоморфное шифрование (Fully Homomorphic Encryption, FHE) позволяет выполнять определенные действия над зашифрованными данными без наличия ключа. Например, в зашифрованном сообщении содержится три числа 2, 3, 7. Лицо, у которого нет ключа, может легко выполнить над ними математические операции и отправить результат в зашифрованном виде обратно. Отправитель сможет расшифровать полученное сообщение с результатом своим ключом.
Использование FHE решает важную проблему доступа к информации посторонних лиц, имеющих такие же права, что у создателя информации. Часто это называют «проблемой системных администраторов», которые обладают высокими правами доступа к компьютерам рабочих и могут получить доступ к любым сведениям и приложений на компьютере.
Fully Homomorphic Encryption также открывает возможности к безопасному аутсорсингу. Третьи лица могут выполнять действия над данными, но при этом не будут иметь непосредственного доступа к самим данным.
Повышение безопасности FHE требует значительной производительности. Для выполнения типовых операций машинного обучения с использованием Fully Homomorphic Encryption необходимо в 40-50 раз больше производительности в вычислениях и в 10-20 раз больше оперативной памяти по сравнению с отсутствием этого шифрования.
IBM провела два успешных практических тестирования FHE на реальных данных в финансовой сфере. Партнерами выступали один американский и один европейский банки. Американский банк использовал FHE для модели машинного обучения предсказания кредитов. Информация о тестировании с европейским банком остается засекреченной.
