Tecnologías Específicas

Ingeniería del Software

Descripcion y Objetivos

El cifrado homomórfico es una técnica criptográfica que permite realizar operaciones matemáticas en datos cifrados sin necesidad de descifrarlos previamente. Esto significa que los datos permanecen encriptados durante todo el proceso de cálculo, lo que garantiza la privacidad y seguridad de la información.

Los compiladores de cifrado homomórfico total (FHE) son herramientas diseñadas para simplificar el desarrollo de aplicaciones homomórficas. Estos compiladores toman programas imperativos de alto nivel y los transforman automáticamente en implementaciones eficientes y seguras, lo que hace que la computación segura en datos cifrados sea más accesible y práctica. Algunos ejemplos son Concrete [1], HECHO [2] o el compilador FHE de Google [3].

A pesar de los tremendos avances en los últimos años, los compiladores homomórficos presentan problemas de usabilidad, y este es uno de los principales obstáculos en el camino hacia la adopción masiva del cifrado homomórfico. Pocos estudios [4] se han centrado en evaluar la usabilidad y la aplicabilidad de los compiladores homomórficos en diferentes casos de uso, lo que dificultad la toma de decisiones informadas sobre qué compilador utilizar en situaciones específicas. Además, dado el tremendo avance del cifrado homomórfico en los últimos años, es necesario desarrollar nuevas comparativas de usabilidad que contemplen los avances recientes y los desafíos actuales de los compiladores homomórficos.

Objetivo: Evaluar la usabilidad y aplicabilidad de distintos compiladores homomórficos.

Objetivos parciales:

• Familiarización con el cifrado homomórfico
• Estudiar del estado de los compiladores de cifrado homomórfico total.
• Diseñar caso de uso
• Análizar

 

Metodología y Competencias

Durante el desarrollo del TFM se hará una adaptación de dos metodologías ágiles, Lean Ux y Scrum, para adecuarlas al trabajo que se desarrollará en este TFM

Las competencias que se trabajan son:

[CO1] Capacidad para diseñar, desarrollar, seleccionar y evaluar aplicaciones y sistemas informáticos, asegurando su fiabilidad, seguridad y calidad, conforme a principios éticos y a la legislación y normativa vigente.

[IS1] Capacidad para desarrollar, mantener y evaluar servicios y sistemas software que satisfagan todos los requisitos del usuario y se comporten de forma fiable y eficiente, sean asequibles de desarrollar y mantener y cumplan normas de calidad, aplicando las teorías, principios, métodos y prácticas de la Ingeniería del Software

[IS4] Capacidad de identificar y analizar problemas y diseñar, desarrollar, implementar, verificar y documentar soluciones software sobre la base de un conocimiento adecuado de las teorías, modelos y técnicas actuales.

[IS5] Capacidad de identificar, evaluar y gestionar los riesgos potenciales asociados que pudieran presentarse.

[CO19] Ejercicio original a realizar individualmente y presentar y defender ante un tribunal universitario, consistente en un proyecto de naturaleza profesional en el ámbito de la tecnología específica de la Ingeniería en Informática que ha realizado el estudiante. En este ejercicio se deben sintetizar e integrar las competencias adquiridas en las enseñanzas.

 

 

Medios a utilizar

Todos los medios (hardware y software) necesarios están disponibles tanto en la ESII como en el I3A.

 

Bibliografía

Bibliografía:

1. Zama. (2022). Concrete: TFHE Compiler that converts python programs into FHE equivalent.

2. Viand, A. et al. (2023). HECO: Fully Homomorphic Encryption Compiler. In 32nd USENIX Security Symposium (USENIX Security 23).

3. Gorantala, S. et al. (2021). A general purpose transpiler for fully homomorphic encryption. arXiv preprint arXiv:2106.07893.

4. Viand, A. et al. (2021). SoK: Fully homomorphic encryption compilers. In 2021 IEEE Symposium on Security and Privacy (SP).