Hva er homomorfisk kryptering?

Konseptet kjent som homomorfisk kryptering, der chiffertekst kan manipuleres og jobbes med uten å bli dekryptert, ble først presentert for det vitenskapelige samfunnet i 1978 av Ronald Rivest, Leonard Adleman og Michael Dertouzos som homomorfisme. Et semantisk sikkert homomorfisk krypteringssystem ble utviklet og foreslått av Shafi Goldwasser og Silvio Micali i 1982. I 2009 beviste Craig Gentry at en fullstendig homomorfisk krypteringsplan er mulig.

Rivest, Aldeman og Dertouzos utviklet sin teori rundt det faktum at eksisterende sikkerhets- og krypteringssystemer begrenser muligheten til å gjøre noe med dataene etter at de er kryptert og gjort om til chiffertekst. Uten utvikling av en homomorf løsning, er sending og mottak av data egentlig den eneste funksjonen som kan oppnås med krypterte data. De største bekymringene var databehandlingsnivået som er nødvendig for å behandle den krypterte forespørselen på de krypterte dataene, og om et krypteringsskjema av denne art kan være sikkert nok til praktisk bruk.

Med advent og kontinuerlig utvidelse av cloud computing, er det viktig å komme med en levedyktig homomorfisk krypteringsmetode. Ellers er risikoen for høy til å overlate data til en nettsky-leverandør når disse dataene må forbli sikre. Hvis leverandøren på noen måte har tilgang til dataene i sin dekrypterte form, kan dataene for lett bli kompromittert. Gentry har bevist at det er en levedyktig teori, selv om hvor lang tid beregningene tar og potensiell letthet som krypteringen kan brytes, er bekymringer.

Gentrys system skisserer hvordan du oppretter et krypteringsskjema som gjør det mulig å lagre data sikkert i et skymiljø der eieren av dataene kan bruke beregningskraften til skyleverandøren til å utføre funksjoner på de vedvarende krypterte dataene. Dette gjør han i en tretrinnsprosess. Et krypteringsskjema er konstruert som er "bootstrappable", eller består av et noe homomorfisk krypteringsskjema som kan fungere med sin egen dekrypteringskrets. Deretter bygges et nesten-oppstartbart krypteringsprogram for offentlig nøkkel ved hjelp av ideelle gitter. Til slutt blir skjemaene modifisert for å være mer forenklede, slik at de kan startbar og samtidig beholde dybden.

Denne metoden skaper et fullstendig homomorfisk krypteringsskjema, men det forblir relativt upraktisk. Homomorfisk kryptering har utviklet seg til å være mest sikret mot valgte ren tekstangrep, men sikring mot valgte chiffertekstangrep er fortsatt et problem. I tillegg til sikkerhetsspørsmålet, er de fullt homomorfe ordningene så store og sammensatte at tidsfaktoren har utelukket bruken av dem i de fleste applikasjoner. Noe homomorfe krypteringssystemer er utviklet for å adressere minst tidsfaktoren, og bruker bare de mest effektive delene av et fullstendig homomorfisk krypteringsskjema.