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Comment fonctionne le chiffrement entièrement homomorphe ?

Le cryptage totalement homomorphe est une forme de schéma de cryptage qui permet d’effectuer des calculs sur les données pendant qu’elles sont cryptées. Son objectif est de permettre des calculs sur un texte crypté de telle sorte qu’il ne soit jamais nécessaire de le décrypter pour les étapes intermédiaires du calcul.
Cela offre une fonctionnalité puissante pour des cas d’utilisation tels que l’informatique en nuage et l’analyse des données volumineuses, où de grandes quantités de données doivent être traitées, mais où les informations sensibles ou exclusives doivent rester confidentielles pour les tiers.

Cette idée semble impossible. Comment peut-on effectuer des opérations (addition, multiplication, etc.) sur des données sans les déchiffrer ?

Le problème est que les clés de cryptage et de décryptage sont distinctes dans les schémas de cryptage traditionnels, et que pour effectuer des opérations sur des données cryptées, il faut d’abord les décrypter.

Avec le chiffrement totalement homomorphe (FHE), vous disposez également d’une clé de chiffrement, mais contrairement aux systèmes traditionnels, vous pouvez effectuer des calculs sur le texte en clair de manière arbitraire sans jamais le déchiffrer.

L’utilité du chiffrement totalement homomorphique

Il s’agit d’une propriété extrêmement utile, qui permet de calculer des données sensibles sans les révéler à l’entité qui effectue le calcul.

Par exemple, considérons une base de données d’informations médicales qui est entièrement chiffrée de manière homomorphique. Une clé de chiffrement peut être donnée à un médecin, qui peut interroger la base de données pour déterminer si des patients présentant des symptômes spécifiques ont été traités. Cela permet au médecin d’obtenir des informations sur ses patients sans avoir accès aux données réelles de la base de données.

En quoi le FHE est-il différent des autres formes de chiffrement entièrement homomorphique ?

En termes de possibilités de calcul sur les données cryptées, le cryptage totalement homomorphe comporte plusieurs types : partiellement, quelque peu, totalement nivelé et totalement homomorphe.

L’homomorphie partielle et l’homomorphie partielle ne permettent qu’un type particulier d’opération sur les données cryptées, même avec une répétition limitée.

Le cryptage entièrement homomorphique permet un nombre illimité d’opérations sur les données cryptées. En outre, l’opération peut être appliquée un nombre illimité de fois.

Avantages du chiffrement entièrement homomorphe

Le FHE peut être utilisé pour stocker des données privées sensibles sur des serveurs tiers et permettre le calcul sur ces données privées tout en les gardant cryptées. Les administrateurs du serveur ne peuvent pas savoir quels calculs ont été effectués sur les données privées (en supposant une mise en œuvre sécurisée du FHE).

La FHE élimine le compromis entre la facilité d’utilisation des données et leur confidentialité. La confidentialité des données est préservée sans qu’il soit nécessaire de masquer ou de supprimer des caractéristiques.

Une mise en œuvre correcte de FHE signifie une grande résilience contre les attaques quantiques, ce qui rend ce schéma sûr sur le plan quantique.

La FHE est encore émergente et est considérée comme commercialement irréalisable. Il reste donc beaucoup de recherches à faire avant qu’elle ne devienne largement utilisable. 

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