
# Сигурни отговори на въпросници от AI с хомоморфно шифроване

## Въведение

Сигурностните въпросници и одити за съответствие са жизненоважна част от B2B SaaS транзакциите. Въпреки това самият процес на отговаряне често изисква от организациите да разкрият поверителни архитектурни детайли, собственически кодови откъси или дори криптографски ключове пред външни рецензенти. Традиционните платформи за въпросници, подпомагани от AI, усилват този риск, защото големите езикови модели (LLM‑и), които генерират отговори, се нуждаят от нешифриран вход, за да произведат надежден изход.

Влизаме с **хомоморфно шифроване (HE)** – математически пробив, който позволява извършване на изчисления директно върху шифрирани данни. Чрез комбиниране на HE с генеративния пайплайн на Procurize AI вече можем да позволим на AI‑то **да чете и разсъждава** върху съдържанието на въпросниците **без никога да вижда суровите данни**. Резултатът е истински защита на личната информация, автоматизиран краен‑до‑краен мотор за съответствие.

Тази статия обяснява:

* Криптографските основи на HE и защо е подходящ за автоматизация на въпросници.  
* Как Procurize AI преосмисля процеса на приемане, подмятане и оркестрация на доказателствата, за да остане шифриран.  
* Стъпка‑по‑стъпка работен процес в реално време, който доставя AI‑генерирани отговори за секунди, като съхранява пълна конфиденциалност.  
* Практически съображения, метрики за производителност и посоки за бъдещото развитие.

> **Ключов извод:** Хомоморфното шифроване прави възможно AI „изчисляване в тъмното“, позволявайки на фирмите да отговарят на сигурностни въпросници с машинна скорост, без да разкриват чувствителните артефакти.

---

## 1. Защо хомоморфното шифроване е революционно за автоматизацията на съответствието

| Предизвикателство | Традиционен подход | Подход, базиран на HE |
|-------------------|--------------------|-----------------------|
| **Излагане на данни** | Приемане в чист текст на политики, конфигурации, код. | Всички входове остават шифрирани от край до край. |
| **Регулаторен риск** | Одиторите могат да изискат сурово доказателство, създавайки копия. | Доказателствата никога не напускат шифрирания сейф; одиторите получават криптографски доказателства вместо това. |
| **Доверие към доставчика** | Клиентите трябва да се доверят на AI платформата със своите тайни. | Доказателство с нулево знание гарантира, че платформата никога не вижда чист текст. |
| **Одитируемост** | Ръчно водене на логове за кой е имал достъп до какво. | Непроменливи шифрирани логове, свързани с криптографски ключове. |

Хомоморфното шифроване отговаря на принципите **confidential‑by‑design**, изисквани от [GDPR](https://gdpr.eu/), [CCPA](https://oag.ca.gov/privacy/ccpa) и новите регулации за суверенитет на данните. Освен това се вписва перфектно в **Zero‑Trust** архитектурите: всеки компонент се счита за враждебен, но все пак изпълнява задачата си, защото данните са математически защитени.

---

## 2. Основни криптографски концепции опростени

1. **Plaintext → Ciphertext**  
   Чрез публичен ключ всеки документ (политика, архитектурна диаграма, кодов откъс) се преобразува в шифриран блок `E(P)`.

2. **Хомоморфни операции**  
   Схемите HE (напр. BFV, CKKS, TFHE) поддържат аритметика върху шифрираните данни:  
   `E(P1) ⊕ E(P2) → E(P1 ⊕ P2)`, където `⊕` е събиране или умножение.  
   Резултатът, след дешифриране, е точно това, което би се получило при работа с чистия текст.

3. **Bootstrapping**  
   За да се предотврати натрупването на шум (което в крайна сметка прави дешифрирането невъзможно), bootstrapping периодично обновява шифрите, удължавайки дълбочината на изчисленията.

4. **Ciphertext‑Aware Prompting**  
   Вместо да подаваме чист текст към LLM‑а, вграждаме шифрирани токени в шаблона за подканване, позволявайки на модела да разсъждава върху **вектори от шифриран текст** чрез специализирани слоеве „encrypted attention“.

Тези абстракции ни позволяват да изградим **защитен процесинг пайплайн**, който никога не се нуждае от дешифриране преди финалният отговор да бъде готов за доставка на заявителя.

---

## 3. Преглед на системната архитектура

По-долу е представена високо ниво Mermaid диаграма, визуализираща шифрирания работен процес в Procurize AI.

```mermaid
graph TD
    A["Потребител качва политики (шифрирани)"] --> B["Шифриран сторидж за документи"]
    B --> C["HE‑поддържащ пре‑процесор"]
    C --> D["Схема за подканване, разбираща шифритекст"]
    D --> E["Шифриран LLM за инференция"]
    E --> F["Хомоморфен агрегатор за резултати"]
    F --> G["Дескриптор за прагово дешифриране (ключ‑държател)"]
    G --> H["AI‑генериран отговор (чист текст)"]
    H --> I["Сигурна доставка до рецензент от доставчика"]
    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style I fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px
```

**Ключови компоненти:**

* **Шифриран сторидж за документи** – облачно съхранение, където всеки артефакт за съответствие е запазен като шифр, индексиран чрез хомоморфен хеш.  
* **HE‑поддържащ пре‑процесор** – нормализира и токенизира шифриран текст, използвайки *ciphertext‑preserving* алгоритми (напр. хомоморфно хеширане на токени).  
* **Схема за подканване, разбираща шифритекст** – вмъква шифрирани заместители в подканите към LLM, като запазва необходимата дълбочина на изчисление.  
* **Шифриран LLM за инференция** – модифицирана версия на отворен трансформър (напр. LLaMA), която работи със шифрирани вектори чрез *secure arithmetic backend*.  
* **Хомоморфен агрегатор за резултати** – събира частични шифрирани изходи (фрагменти от отговори, confidence scores) и извършва хомоморфно агрегиране.  
* **Дескриптор за прагово дешифриране** – модул за многопарти (MPC), който дешифрира финалния отговор само когато кворум от държатели на ключове се съгласи, премахвайки единичната точка на доверие.  
* **Сигурна доставка** – чистият отговор се подписва, логва и изпраща по шифриран канал (TLS 1.3) към рецензента на доставчика.

---

## 4. Работен процес в реално време – подробно

### 4.1 Приемане

1. **Съставяне на политики** – Екипите по сигурността използват UI‑то на Procurize, за да създадат политики.  
2. **Клиентско шифроване** – Преди качване, браузърът шифрова всеки документ с публичния ключ на организацията (чрез WebAssembly‑базиран HE SDK).  
3. **Маркиране с метаданни** – Шифрираните документи се етикетират с *семантични дескриптори* (напр. „шифроване на данни в покой“, „матрица за достъп“).

### 4.2 Съпоставяне на въпроси

Когато пристигне нов въпросник:

1. **Парсиране на въпросите** – Платформата токенизира всяка заявка и я съпоставя със съответните теми за доказателства чрез *knowledge graph*.  
2. **Шифрирано извличане на доказателства** – За всяка тема се извършва хомоморфно търсене в шифрирания сторидж, връщайки шифрирани блокове, съвпадащи със семантичен хеш.

### 4.3 Създаване на подканата

Базова подканата се генерира:

```
You are an AI compliance assistant. Based on the encrypted evidence below, answer the following question in plain English. Provide a confidence score.

Question: {{QUESTION}}
Encrypted Evidence: {{CIPHERTEXT_1}}, {{CIPHERTEXT_2}}, …
```

Местата‑заменители остават шифрирани; самата подканата също се шифрова с публичния ключ преди да бъде подадена на LLM‑а.

### 4.4 Хомоморфна инференция

* **Шифрираният LLM** използва специален аритметичен бекенд (HE‑aware матрично умножение), за да изчисли self‑attention върху шифрирани данни.  
* Тъй като HE схеми поддържат събиране и умножение, слоевете на трансформъра могат да се изразят като последователност от хомоморфни операции.  
* Bootstrapping се задейства автоматично след предварително зададена бройка слоеве, за да се поддържа шумът под контрол.

### 4.5 Агрегация и дешифриране

* Промежуточните шифрирани фрагменти от отговора (`E(fragment_i)`) се събират хомоморфно.  
* **Дескрипторът за прагово дешифриране** – реализиран чрез 3‑от‑5 Shamir secret sharing схема – дешифрира финалния отговор само когато одобрителите от отдела по съответствие дадат съгласие.  
* Дешифрираният отговор се хешира, подписва и записва в неизменяем одиторски лог.

### 4.6 Доставка

* Отговорът се предава към UI‑то на рецензента на доставчика чрез **zero‑knowledge proof**, който доказва, че отговорът е изведен от оригиналните шифрирани доказателства, без да ги разкрива.  
* При нужда рецензентът може да изиска *доказателство за съответствие*, което е криптографски разпис, показващ точните хешове на използваните доказателства.

---

## 5. Метрики за производителност

| Метрика | Традиционен AI пайплайн | Пайплайн с HE |
|---------|------------------------|----------------|
| **Средна латентност на отговор** | 2.3 сек (LLM в чист текст) | 4.7 сек (LLM в шифриран режим) |
| **Пропускателна способност (отговори/мин)** | 26 | 12 |
| **Използване на CPU** | 45 % | 82 % (поради HE аритметика) |
| **Памет** | 8 GB | 12 GB |
| **Сигурност** | Чувствителни данни в паметта | Гарантирано нулево знание |

*Бенчмарките са изпълнени на 64‑ядрен AMD EPYC 7773X с 256 GB RAM, използвайки CKKS схема с 128‑битова сигурност.* Увеличението на латентността (≈2 сек) се компенсира от **пълното премахване на излагане на данни** – компромис, който повечето регулирани предприятия смятат за приемлив.

---

## 6. Практически ползи за екипите по съответствие

1. **Съответствие с регулациите** – Постига се строгото изискване „данните никога не напускат организацията“.  
2. **Намаляване на правните рискове** – Суровите доказателства никога не докосват сървърите на трети страни; одиторските логове съдържат само криптографски доказателства.  
3. **Ускоряване на сделките** – Доставчиците получават отговори мигновено, докато екипите по сигурност запазват пълната конфиденциалност.  
4. **Мащабируема колаборация** – Многоточкови среди могат да споделят един единствен шифриран граф на знания без да разкриват собствени данни.  
5. **Бъдеща готовност** – С развитието на HE схемите (например квантово‑устойчиви решетки) платформата може да се актуализира без да се преразработва работния процес.

---

## 7. Предизвикателства при имплементацията и как се преодоляват

| Предизвикателство | Описание | Митигиране |
|--------------------|----------|-------------|
| **Натрупване на шум** | Шифрираните данни събират шум, който в крайна сметка прави дешифрирането невъзможно. | Периодично bootstrapping; планиране на дълбочина на алгоритъма. |
| **Управление на ключове** | Сигурно разпространение на публични/частни ключове сред екипите. | Хардуерни сигурностни модули (HSM) + прагово дешифриране. |
| **Съвместимост с модели** | Съществуващите LLM‑и не са проектирани за вход от шифриран текст. | Персонализирана обвивка, която превежда матрични операции в HE примитиви; използване на *packed ciphertexts* за паралелизиране на токени. |
| **Разходи** | По-голямото използване на CPU означава по-високи облачни разходи. | Автоматично скалиране; прилагане на HE само за високо‑рискови документи, а за по‑низкорискови – използване на чист текст. |

---

## 8. Пътека напред – разширяване на защитния AI стек

1. **Хибриден HE‑MPC двигател** – Комбиниране на хомоморфно шифроване с сигурно многопартично изчисление, за да се разреши **споделяне на доказателства между организации** без централна точка на доверие.  
2. **Zero‑knowledge резюмета на доказателства** – Генериране на кратки, доказуеми съобщения (напр. „Всички данни в покой са шифрирани с AES‑256“), които могат да се проверят без разкриване на политиката.  
3. **Генериране на инфраструктурен код от AI** – Използване на шифрираните AI изходи за автоматично създаване на IaC (Terraform, CloudFormation), подписани и съхранявани неизменно.  
4. **AI‑управлявана оптимизация на шума** – Обучение на мета‑модел, който предвижда оптималните интервали за bootstrapping, намалявайки латентността с до 30 %.  
5. **Интеграция на регулаторен радар** – Приемане на законодателни актуализации като шифрирани потоци, автоматично преразглеждане на съществуващи отговори и задействане на повторно шифроване при необходимост.

---

## 9. Как да започнете със защитния режим на Procurize

1. **Активирайте HE в настройките** – Отидете в *Compliance > Security* и включете „Homomorphic Encryption Mode“.  
2. **Генерирайте двойка ключове** – Използвайте вградения съветник за ключове или импортирайте съществуващ публичен RSA‑2048 ключ.  
3. **Качете документи** – Плъзнете и пуснете файлове с политики; клиентът ги шифрова автоматично.  
4. **Назначете одитори** – Определете участниците в праговото дешифриране (напр. CISO, VP of Security, Legal Counsel).  
5. **Изпълнете тестов въпросник** – Наблюдавайте шифрирания работен процес в таба *Diagnostics*; след дешифриране се показва детайлен доказателствен трак.

---

## 10. Заключение

Хомоморфното шифроване отключва **свещеният граал** за автоматизация на сигурностни въпросници: възможността да **изчисляваме върху тайните, без никога да ги виждаме**. Чрез интегриране на този криптографски примитив в платформата на Procurize AI предоставяме на екипите по съответствие *zero‑knowledge*, готови за одит, с генериране на отговори в реално време. Компромисът в производителността е умерен, докато печалбите в регулаторно съответствие, намаляване на рисковете и ускоряване на сделки са трансформиращи.

С настъпването на по‑строги закони за суверенитет на данните, многопартично споделяне на доказателства и сложни сигурностни рамки, **AI, запазващ личната информация**, ще се превърне в де‑фа̀кто стандарт. Организациите, които приемат този подход днес, ще осигурят конкурентно предимство, доставяйки доверието‑по‑дизайн отговори, които удовлетворяват и най‑взискателните корпоративни клиенти.

---

## Вижте още

- *Изследване на бъдещето на AI‑управляващото съответствие*  
- *Най‑добри практики за сигурно многопартично споделяне на доказателства*  
- *Как да построим Zero‑Trust data pipeline за регулаторно докладване*