Sobre a Net Solutions

Programa de proteção de dados da Darpa visa tornar a criptografia totalmente homomórfica uma realidade

A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (Darpa), ligada ao Departamento de Defesa dos Estados Unidos, anunciou quatro novas equipes de pesquisa, incluindo uma liderada pela Intel que tentará tornar a criptografia totalmente homomórfica (FHE) uma realidade prática.

A FHE sempre foi uma aspiração dos especialistas em criptografia, já que permite computação, análise e outros usos de informações criptografadas sem a necessidade de descriptografá-las. Isso ajudaria a encontrar um equilíbrio melhor entre a capacidade de usar dados confidenciais em toda a sua extensão e minimizar o risco de exposição.

A criptografia totalmente homomórfica é uma abordagem de segurança de dados que fornece prova matemática de criptografia usando meios criptográficos, fornecendo um novo nível de certeza sobre como os dados são armazenados e manipulados. Hoje, a criptografia tradicional protege os dados armazenados ou em transmissão, mas as informações devem ser descriptografadas para realizar um cálculo, analisá-las ou empregá-las para treinar um modelo de aprendizado de máquina. A descriptografia coloca os dados em risco, expondo-os a comprometimento por hackers experientes ou até mesmo vazamentos acidentais.

A FHE permite o cálculo de informações criptografadas, possibilitando que os usuários encontrem um equilíbrio entre o uso de dados confidenciais em toda a sua extensão e a eliminação do risco de exposição. Embora a FHE seja cada vez mais apresentada como um caminho viável a seguir, o problema até agora tem sido o poder de computação e o tempo necessário para conseguir isso. “Um cálculo que levaria um milissegundo para ser concluído em um laptop padrão demoraria semanas para ser calculado em um servidor convencional executando FHE hoje”, explica Tom Rondeau, gerente do programa de Proteção de Dados em Ambientes Virtuais (DPrive) na Darpa.

Para acelerar esse tempo de processamento de semanas para segundos ou milissegundos, a Darpa vai construir um acelerador de hardware como parte do DPrive, que em teoria ofereceria grandes avanços sobre as abordagens baseadas em software. O acelerador de hardware vai ser capaz de acelerar drasticamente os cálculos FHE, tornando a tecnologia mais acessível para aplicativos de defesa sensíveis, bem como para uso comercial.

As equipes de pesquisa anunciadas na segunda-feira, 8, pela Darpa são a subsidiária da Intel com foco em governo, a Intel Federal, a Duality Technologies, Galois e a organização sem fins lucrativos SRI International.

O trabalho de cada um é criar um hardware acelerador FHE e uma pilha de software projetada para processar cálculos FHE em uma velocidade semelhante às operações de dados não criptografados.

Ao fazer isso, eles irão explorar o uso de CPUs com diferentes tamanhos de “palavras” — as unidades de dados que determinam o design de um processador. Eles vão tentar de tudo, desde palavras de 64 bits usadas em designs de processadores modernos até 1000 bits.

Eles também examinarão “novas abordagens para gerenciamento de memória, estruturas de dados flexíveis e modelos de programação e métodos de verificação formal para garantir que a implementação do FHE seja correta por design e forneça confiança ao usuário”, de acordo com a Darpa.

Como o co-design de algoritmos, hardware e software FHE é fundamental para a criação bem-sucedida do acelerador DPrive de destino, cada equipe está trazendo conhecimentos técnicos variados para o programa, bem como conhecimento profundo em FHE.

Se forem bem-sucedidos, podem ter aplicações militares e comerciais significativas. “Atualmente estimamos que somos cerca de um milhão de vezes mais lentos para computar no mundo FHE do que no mundo do texto simples”, disse Rondeau. “O objetivo do DPrive é reduzir o FHE às velocidades computacionais que vemos em texto simples. Se formos capazes de atingir esse objetivo enquanto posicionamos a tecnologia em escala, o DPrive terá um impacto significativo em nossa capacidade de proteger e preservar os dados e a privacidade do usuário.”