Testes apontam eficácia de Criptografia Totalmente Homomórfica

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A equipe de pesquisa da IBM divulgou resultados positivos sobre o estudo de Criptografia Totalmente Homomórfica (Fully Homomorphic Encryption). Revelada no dia 30 de julho, a pesquisa de campo comprovou que o FHE se mostra eficiente na proteção de dados em gerenciamentos de sistemas, competente em operações matemáticas com dados criptografados e seguro nas pesquisas em bancos de dados.

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Os dados costumam ser criptografados em trânsito ou em repouso, mas se encontram descriptografados quando em uso, permitindo uma pequena brecha para que insiders e hackers consigam coletar informações. Por meio de operações matemáticas diretas nos dados encriptados, o FHE faz com que os dados permaneçam criptografados mesmo enquanto são manipulados.

Prós

Ao fazer um cálculo criptografado em um sistema gerenciado por terceiros, os administradores — e só eles — conseguem acessar os seus dados e até alterar o conteúdo de sua RAM. Isso porque, apesar de a criptografia impedir o acesso de dispositivos alheios, ela não bloqueia o “privilégio” que os administradores do sistema possuem.

A constante criptografia dos dados em servidores do FHE protege suas informações até mesmo dos administradores do sistema. Foto: Divulgação/IBM

Contudo, segundo a empresa, ao utilizar o FHE, a proteção de seus conteúdos contra os sistemas remotos é garantida, pois o modelo opera com dados criptografados a todo momento.

A possibilidade de a Criptografia Totalmente Homomórfica operar qualquer cálculo permite ao usuário realizar uma pesquisa em um banco de dados sem que o proprietário saiba sobre os termos pesquisados pelo usuário e os resultados mostrados. Ambas as partes podem descobrir intersecções dos conjuntos de dados, mas sem revelar o real conteúdo vasculhado.

Contras

Apesar das inúmeras possibilidades que o FHE permite, a infraestrutura necessária para operar o sistema é “exigente”. O gráfico abaixo, divulgado pela IBM, mostra que os modelos de machine learning encriptados com o FHE exigem 40 vezes mais energia e 50 vezes mais memória do que uma máquina sem a criptografia.

Exigências para máquinas encriptadas com o FHE são bem mais altas do que modelos sem a criptografia. Foto: Divulgação/IBM

Outro ponto é que as comparações de precisão entre as máquinas encriptadas com o FHE e as sem a criptografia apontaram resultados semelhantes. No entanto, o cientista sênior de pesquisa da IBM, Flavio Bergamaschi, afirmou que o teste é baseado em dados de pontos flutuantes, que oscilam. Ou seja, as perdas não estão na criptografia, e sim, nos pontos.

Variáveis encontradas em máquinas com e sem a Criptografia Totalmente Homomórfica são parecidas. Foto: Divulgação/IBM

Quanto a questão da pesquisa em bancos de dados, o fato de você obter resultados sem que o proprietário saiba exatamente o que você estava procurando pode resultar em apurações mais amplas durante a busca. Máquinas sem criptografia podem acelerar as pesquisas em bancos de dados, mas expõem diversas informações pessoais ao servidor.

De maneira geral, a Criptografia Totalmente Homomórfica da IBM se mostrou eficiente em suas operações matemáticas e resistentes às computações quânticas.

O modelo foi testado por um estudo americano, que disponibilzou os resultados pelo ePrint. Outro teste está sendo realizado por um banco europeu, mas os resultados estão sob ordem de confidencialidade.

O FHE da IBM está disponíveis em bibliotecas open source Linux, MacOS e iOS. O suporte para Android deve chegar em breve.

Via: Ars Technica