完全準同型暗号化:プライバシー保護とコンピューティングにおける革命的なブレークスルー

完全同型暗号化(FHE)は、暗号化されたデータ上で計算を行うことを可能にする先進的な暗号技術です。これは、暗号化される前にデータを解読する必要がありません。この概念は1970年代に最初に提唱されましたが、2009年にクレイグ・ジェントリーの画期的な研究によって実現されました。FHEの核心的な特性は同型性であり、暗号文に対する操作は平文に対する対応する操作と等しいです。

FHEは無限回の加算および乗算をサポートしており、これにより強力なプライバシー保護ツールとなっています。しかし、FHEは計算効率やノイズ管理などの課題にも直面しています。一部の同型暗号化(PHE)やある種の同型暗号化(SHE)と比較すると、FHEは機能的により包括的ですが、計算コストも大きくなります。

! 【完全準同型暗号(FHE)の進歩と応用】(https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f75d873de5f26f5fd416bc40f50afe73.webp)

ブロックチェーン分野において、FHEはスケーラビリティとプライバシー保護の問題を解決するための鍵となる技術になることが期待されています。それは透明なブロックチェーンを部分的な暗号化形式に変換し、スマートコントラクトの制御能力を保持します。いくつかのプロジェクトがFHE仮想マシンを開発しており、プログラマーはSolidityを使用してFHEプリミティブを操作するコードを書くことができます。このアプローチにより、暗号化された支払い、プライバシー保護ゲームなどのアプリケーションが実現され、同時に取引グラフを保持して規制要件を満たすことができます。

FHEは、プライバシーメッセージの検索(OMR)を通じてプライバシープロジェクトの可用性を改善し、残高情報の検索時間が長くなる問題や同期遅延の問題を解決できます。FHE自体はブロックチェーンのスケーラビリティの問題を直接解決することはできませんが、ゼロ知識証明(ZKP)と組み合わせることで、スケーラビリティに新しい解決策をもたらす可能性があります。

FHEとZKPは互補的な技術で、それぞれ異なる目的にサービスを提供します。ZKPは検証可能な計算とゼロ知識属性を提供し、FHEは暗号化されたデータに対して計算を行うことを可能にし、データ自体を暴露しません。両者を組み合わせることは計算の複雑性を増すことになりますが、特定のユースケースにおいては必要な場合があります。

現在、FHEの開発はZKPに対して約3〜4年遅れていますが、急速に追いついています。第一世代のFHEプロジェクトはテストを開始しており、今年の後半にメインネットがローンチされる見込みです。FHEの計算コストは依然としてZKPより高いですが、その大規模な応用の可能性が顕在化しています。

FHEが直面している主な課題には、計算効率と鍵管理が含まれます。自己ブート操作の計算集約性は、アルゴリズムの改善やエンジニアリングの最適化によって改善されています。機械学習などの特定のユースケースでは、自己ブート操作を使用しないより効率的な代替手段が存在する可能性があります。鍵管理の面では、一部のプロジェクトが閾値鍵管理方法を採用していますが、依然として単一障害点の問題を克服するためにさらなる発展が必要です。

FHE市場はますます多くの投資を引き付けています。複数のプロジェクトがFHEに基づくソリューションを開発しており、Arcium、Cysic、Zama、Sunscreen、Octra、Fhenix、Mind Network、Incoなどがあります。これらのプロジェクトは、ハードウェアアクセラレーションからプライバシー保護ブロックチェーンまでの広範な応用分野をカバーしています。

法規環境に対するFHEなどのプライバシー技術の態度は地域によって異なる。データプライバシーは一般的に支持されているが、金融プライバシーは依然としてグレーゾーンである。FHEはデータプライバシーを強化する可能性があり、ユーザーがデータの所有権を保持し、そこから利益を得ることを可能にしつつ、ターゲティング広告などの社会的利益を維持することができる。

未来を展望すると、FHEの理論、ソフトウェア、ハードウェア、アルゴリズムは今後も改善が進み、ますます実用的になると予想されます。FHEは理論研究から実際の応用段階へと移行しており、今後3年から5年の間に顕著な進展が期待されています。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用

技術の成熟とリスクキャピタルの継続的な関心の高まりに伴い、FHEはブロックチェーンのスケーラビリティとプライバシー保護において重要な役割を果たし、暗号エコシステムにおける各種の革新的なアプリケーションの発展を促進することが期待されています。