完全同型暗号化:プライバシーと計算の新時代

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高度な暗号化技術です。これは、1970年代に最初に提案されましたが、2009年まで画期的な進展はありませんでした。FHEの核心的な特徴は同型性であり、暗号文に対する加算または乗算の演算は、明文に対して同じ操作を行うことに相当します。

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部分同型暗号化(PHE)とある同型暗号化(SHE)とは異なり、FHEは無限回の加法と乗法演算をサポートし、暗号化されたデータ上で任意の計算を実行できます。この特性により、FHEはデータプライバシーと安全性を保護する上で巨大な潜在能力を持っています。

FHEはブロックチェーン分野で広範な応用の可能性を持っています。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を維持することができます。これにより、プライバシー決済や暗号ゲームなどのアプリケーションが可能になり、同時に取引図を保持して監視を行うことができます。FHEはまた、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ユーザー体験を向上させることができます。

FHEとゼロ知識証明(ZKP)は相補的な技術です。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ます。これら2つの技術を組み合わせて使用することで、より複雑なプライバシーとスケーラビリティの課題を解決することができます。

現在、FHEの発展は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、今年後半にはメインネットがローンチされる予定です。計算負荷は依然としてZKPよりも高いですが、FHEの大規模な採用の可能性は非常に大きいです。

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。ブートストラップ操作の計算集約性は、アルゴリズムの改善とエンジニアリングの最適化によって軽減されています。鍵管理は、単一障害点の問題を克服するためにさらに発展する必要があります。

FHE市場は多くの革新的なプロジェクトと投資を引き付けています。Zama、Sunscreen、Fhenixなどの企業がFHEツールとソリューションを開発しています。ベンチャーキャピタルもFHE分野に積極的に投資しており、その潜在能力を高く評価しています。

FHEの規制環境は地域によって異なります。データプライバシーは一般的に支持されていますが、金融プライバシーは依然としてグレーゾーンです。FHEはデータプライバシー保護を強化しつつ、社会的利益を維持することが期待されています。

理論、ソフトウェア、ハードウェア、アルゴリズムの継続的な進歩に伴い、完全同型暗号化（FHE）は今後3〜5年で顕著な進展を遂げると予想されています。それは、暗号化エコシステムにおけるさまざまなアプリケーションの革新を促進し、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の重要な問題を解決することが期待されています。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用