Novo Dispositivo FeFET Avança na Criptografia Homomórfica para Computação em Nuvem Segura

À medida que as preocupações com a privacidade dos dados crescem em um mundo cada vez mais interconectado, a criptografia homomórfica oferece uma solução potencial, conforme relatado hoje pelo Spectrum.

Este avançado método de criptografia permite que os dados sejam processados sem nunca revelar as informações originais ao servidor. No entanto, o poder computacional necessário para essa criptografia tem sido uma limitação há muito tempo para dispositivos como smartphones e dispositivos IoT, diz Spectrum.

Agora, uma equipe de engenheiros da Universidade de Pequim, em Pequim, pode ter encontrado um avanço com um novo dispositivo que torna a criptografia homomórfica mais viável para eletrônicos comerciais.

A criptografia homomórfica funciona criptografando os dados em um dispositivo antes de serem enviados para processamento. Os dados são então processados em sua forma criptografada, garantindo que ninguém – incluindo o servidor que processa – possa acessar as informações originais, relata o Spectrum.

Após a conclusão dos cálculos, os dados são descriptografados, mantendo a privacidade do usuário intacta. O principal desafio com a criptografia homomórfica tem sido o significativo poder computacional necessário para realizar os cálculos necessários, observa Spectrum.

Os atuais dispositivos da Internet das Coisas (IoT) não possuem as capacidades de processamento necessárias para realizar as operações matemáticas complexas necessárias. Para superar isso, a equipe da Universidade de Pequim desenvolveu um dispositivo usando arranjos de transistores de efeito de campo ferroelétrico (FeFETs), observa Spectrum.

Esses transistores são otimizados para lidar com o processo de criptografia e descriptografia com alta precisão, minimizando ao mesmo tempo a carga computacional, diz Spectrum.

Kechao Tang, professor assistente de circuitos integrados na Universidade de Pequim, explicou à Spectrum que, ao implementar esses novos dispositivos semicondutores, eles podem permitir que eletrônicos comerciais, como smartphones, utilizem o poder de computação em nuvem enquanto ainda protegem os dados.

Os FeFETs diferem dos transistores tradicionais por incorporarem uma camada de material ferroelétrico, que pode armazenar polarização elétrica sem a necessidade de um campo elétrico. Isso permite que os FeFETs produzam números aleatórios mais imprevisíveis, tornando a criptografia mais difícil de ser quebrada, conforme relatado pela Spectrum.

O dispositivo pode criptografar e descriptografar dados de maneira mais eficiente, simplificando o processo em uma única etapa, em comparação com o processo de duas etapas normalmente necessário, observa a Spectrum.

A matriz FeFET pode processar os dados de forma mais eficaz ao combinar múltiplas entradas – como a matriz de criptografia, os dados a serem criptografados e um vetor adicional – em um único cálculo. Isso resulta em uma criptografia mais rápida com menor consumo de energia, relata Spectrum.

Tang também observou para a Spectrum que o novo dispositivo oferece uma taxa de precisão mais alta em comparação com outros métodos de criptografia que usam memória de acesso aleatório resistiva (RRAM), tornando-o uma opção mais confiável para o processamento seguro de dados.

A matriz FeFET alcançou uma taxa de precisão de 99,6%, uma melhoria significativa em relação às soluções RRAM anteriores. Olhando para o futuro, Tang espera ver essa tecnologia integrada aos smartphones, permitindo que os usuários criptografem os dados de forma segura antes de fazer o upload para a nuvem e os descriptografem quando necessário, conforme relatado pela Spectrum.