Zama TFHE-rs
1. 引言
前序博客见：
- 基于[Discretized] Torus的全同态加密指引（1）
- 基于[Discretized] Torus的全同态加密指引（2）
- TFHE——基于[Discretized] Torus的全同态加密 代码解析
开源代码见：
- https://github.com/zama-ai/tfhe-rs（Rust）
TFHE-rs为：
- 纯Rust实现的TFHE（Fully Homomorphic Encryption over Torus）。
- 支持对已加密数据做布尔运算和整数运算。
- 基于Learning With Errors（LWE）密码学原语——可抵抗量子计算机。
- 提供了Rust API、C API 和 client-side WASM API。
- 是全同态的，可处理固定精度数字的message。
- 实现了Programmable Bootstrapping。
2. 关键密码学概念
密码学中：
- raw value称为message，或者cleartext（原文）。
- encoded message称为plaintext（明文）。
- encrypted plaintext称为ciphertext（密文）。
同态加密的核心思想，是指在不知道密文中message的情况下，对密文进行计算。若某方案为全同态的，是指，可对明文 x x x的密文 e [ x ] e[x] e[x]做如下运算：
- 1）同态单变量函数evaluation： f ( E [ x ] ) = E [ f ( x ) ] f(E[x])=E[f(x)] f(E[x])=E[f(x)]
- 2）同态加法： E [ x ] + E [ y ] = E [ x + y ] E[x]+E[y]=E[x+y] E[x]+E[y]=E[x+y]
- 3）同态乘法： E [ x ] ∗ E [ y ] = E [ x ∗ y ] E[x]*E[y]=E[x*y] E[x]∗E[y]=E[x∗y]
3. TFHE-rs功能
TFHE-rs基本功能流程为：
- 1）使用安全参数来生成client key和server key。
- client key：用于对数据加解密。client key必须保密。
- server key：用于对密文做运算。server key可公开。server key又称为evaluation key。
- 2）使用client key来加密明文。
- 3）使用server key来对密文做同态运算。
- 4）使用client key来对 resulting密文 解密，以获得result明文。
参考资料
[1] What is TFHE-rs?
FHE系列博客
- 技术探秘：在RISC Zero中验证FHE——由隐藏到证明：FHE验证的ZK路径（1）
- 基于[Discretized] Torus的全同态加密指引（1）
- 基于[Discretized] Torus的全同态加密指引（2）
- TFHE——基于[Discretized] Torus的全同态加密 代码解析
- 技术探秘：在RISC Zero中验证FHE——RISC Zero应用的DevOps（2）
- FHE简介