Aplikace homomorfního šifrování v praxi

Abstract

Homomorfní šifrování je revoluční technika, která umožňuje provádět výpočty nad zašifrovanými daty bez nutnosti jejich předchozího dešifrování. Tato práce poskytuje přehled současného stavu a vysvětluje základní principy této šifrovací metody. Jsou zde představena tři základní homomorfní schémata: BFV, BGV a CKKS, včetně jejich vlastností, rozdílů a také výhod či nevýhod oproti klasickým šifrám. Dále se zde diskutuje o možnostech a vhodných oblastech využití této šifrovací techniky. Součástí práce je také praktická aplikace, která ukazuje použití homomorfního šifrování. K tomuto byla využita open source knihovna Microsoft SEAL. Na základě této aplikace byla provedena analýza, která se zaměřuje především na rychlost nebo velikost zašifrovaných dat.

Homomorphic encryption is a revolutionary technique that allows performing computations on encrypted data without the need for prior decryption. This paper provides an overview of the current state and explains the fundamental principles of this encryption method. It introduces three basic homomorphic schemes: BFV, BGV, and CKKS, along with their properties, differences, and advantages or disadvantages compared to traditional ciphers. Furthermore, the possibilities and suitable areas of application of this encryption technique are discussed. Additionally, the paper includes a practical application demonstrating the usage of homomorphic encryption. For this purpose, the open source Microsoft SEAL library was utilized. Based on this application, an analysis was conducted, focusing primarily on the speed and size of encrypted data.