Problém se zašifrovanými daty spočívá v tom, že abyste s nimi mohli pracovat, musíte je dešifrovat. Tím se stávají zranitelnými právě vůči tomu, před čím jste se je snažili šifrováním ochránit. Pro tento scénář existuje účinné řešení: homomorfní šifrování. Homomorfní šifrování by nakonec mohlo být řešením pro organizace, které potřebují zpracovávat informace a zároveň chránit soukromí a bezpečnost.
Transformativní?
Adobe Stock
Co je homomorfní šifrování?
Homomorfní šifrování umožňuje analyzovat zašifrovaná data nebo s nimi manipulovat, aniž by byla komukoli odhalena. Něco tak jednoduchého, jako je hledání kavárny, když jste mimo město, prozrazuje třetím stranám obrovské objemy dat, protože vám pomáhají ukojit vaši touhu po kofeinu – skutečnost, že hledáte kavárnu, kde se nacházíte, když hledáte, kolik je hodin a další. Pokud by se v tomto fiktivním vyhledávání kávy použilo homomorfní šifrování, žádná z těchto informací by nebyla viditelná pro žádnou ze třetích stran ani pro poskytovatele služeb, jako je například Google. Navíc by nemohli vidět, jakou odpověď jste dostali ohledně toho, kde se kavárna nachází a jak se tam dostat.
Ačkoli bychom se možná byli ochotni rozloučit s údaji, které jsou odhaleny, když hledáme svou další dávku kofeinu, homomorfní šifrování má obrovský potenciál v oblastech s citlivými osobními údaji, jako jsou finanční služby nebo zdravotnictví, kdy je soukromí člověka nejdůležitější. V těchto případech může homomorfní šifrování chránit citlivé detaily skutečných dat, ale přesto mohou být analyzována a zpracována.
Dalším bonusem homomorfního šifrování je, že na rozdíl od jiných dnes používaných šifrovacích modelů je bezpečné proti prolomení kvantovými počítači.
Stejně jako jiné formy šifrování používá homomorfní šifrování k zašifrování dat veřejný klíč. Na rozdíl od jiných forem šifrování používá algebraický systém, který umožňuje provádět nad daty funkce, i když jsou stále zašifrovaná. K nezašifrovaným datům pak má po dokončení funkcí a manipulace přístup pouze osoba s odpovídajícím soukromým klíčem. To umožňuje, aby data byla a zůstala bezpečná a soukromá, i když je někdo používá.
Existují tři hlavní typy homomorfního šifrování: částečně homomorfní šifrování (udržuje citlivá data v bezpečí tím, že umožňuje provádět pouze vybrané matematické funkce na zašifrovaných datech); poněkud homomorfní šifrování (podporuje omezené operace, které lze provádět pouze určitý početkrát); plně homomorfní šifrování (jedná se o zlatý standard homomorfního šifrování, který udržuje informace v bezpečí a přístupné).
Dr. Craig Gentry popisuje homomorfní šifrování jako schránku na rukavice, do které se může kdokoli dostat a manipulovat s tím, co je uvnitř, ale je mu zabráněno cokoli ze schránky vyjmout. Mohou pouze vzít suroviny a vytvořit něco uvnitř schránky. Když skončí, osoba, která má klíč, může materiály (zpracovaná data) vyjmout.
Praktické aplikace homomorfního šifrování
Když kryptografové znají koncept homomorfního šifrování již od roku 1978, myšlenka se rozvinula až poté, co Dr. Gentry vytvořil algebraicky homomorfní šifrovací systém pro svou diplomovou práci a kdy Gentry v roce 2009 vytvořil první schéma homomorfního šifrování. Jak již bylo zmíněno, homomorfní šifrování by mohlo učinit naše vyhledávání ve vyhledávačích soukromějším, ale existují pro něj i další praktické aplikace při používání dat nebo při jejich přenosu.
Jedním z velmi relevantních způsobů využití homomorfního šifrování je zajištění bezpečnosti a transparentnosti demokratických voleb. Hlasy by se mohly sčítat, přičemž identita voličů by zůstala neveřejná; třetí strany by mohly ověřovat výsledky a hlasovací data by byla chráněna před manipulací.
Pro vysoce regulovaná průmyslová odvětví je náročné bezpečně zadávat data do cloudových prostředí nebo partnerům pro sdílení dat pro výzkum a analýzu. Homomorfní šifrování by to mohlo změnit, protože umožňuje analyzovat data bez ohrožení soukromí. To může mít dopad na mnoho odvětví, včetně finančních služeb, informačních technologií, zdravotnictví a dalších.
Jaké jsou překážky používání homomorfního šifrování?
Největší překážkou širokého rozšíření homomorfního šifrování je to, že je stále velmi pomalé – tak pomalé, že zatím není praktické ho používat pro mnoho aplikací. Existují však společnosti, jako jsou IBM a Microsoft, a výzkumníci, jako je Dr. Gentry, kteří pilně pracují na urychlení procesu snížením výpočetní režie, která je pro homomorfní šifrování nutná.
Sledujte mě na Twitteru nebo LinkedIn. Podívejte se na mé webové stránky.