Mạng Ika: Thực tiễn đổi mới công nghệ MPC cấp độ mili giây

Một, Tổng quan và định vị mạng Ika

Mạng Ika là một dự án cơ sở hạ tầng đổi mới được hỗ trợ chiến lược bởi Quỹ Sui, dựa trên công nghệ tính toán an toàn đa bên (MPC). Đặc điểm nổi bật nhất của nó là đạt được tốc độ phản hồi dưới một giây, điều này là lần đầu tiên trong các giải pháp MPC. Ika và blockchain Sui có sự tương thích cao về nguyên tắc thiết kế cơ bản, trong tương lai sẽ được tích hợp trực tiếp vào hệ sinh thái phát triển Sui, cung cấp mô-đun bảo mật chuỗi chéo cắm và chạy cho hợp đồng thông minh Sui Move.

Xét về mặt chức năng, Ika đang xây dựng một lớp xác thực an toàn mới, không chỉ như một giao thức ký hiệu chuyên dụng cho hệ sinh thái Sui mà còn cung cấp các giải pháp chuỗi chéo tiêu chuẩn hóa cho toàn ngành. Thiết kế phân lớp của nó vừa đảm bảo tính linh hoạt của giao thức vừa thuận tiện cho việc phát triển, hứa hẹn sẽ trở thành một trường hợp thực hành quan trọng cho việc ứng dụng quy mô lớn công nghệ MPC trong các tình huống đa chuỗi.

1.1 Phân tích công nghệ cốt lõi

Công nghệ của mạng Ika được triển khai xung quanh chữ ký phân tán hiệu suất cao, các điểm đổi mới chính bao gồm:

1. Giao thức ký 2PC-MPC: Sử dụng phương án MPC hai bên cải tiến, phân tách thao tác ký khóa riêng của người dùng thành một quá trình mà "người dùng" và "mạng Ika" cùng tham gia.

2. Xử lý song song: Sử dụng tính toán song song để phân tách một lần ký thành nhiều tác vụ con đồng thời, kết hợp với mô hình song song đối tượng của Sui để nâng cao tốc độ đáng kể.

3. Mạng lưới nút quy mô lớn: Hỗ trợ hàng nghìn nút tham gia ký tên, mỗi nút chỉ nắm giữ một phần của mảnh khóa.

4. Kiểm soát chuỗi chéo và trừu tượng chuỗi: cho phép hợp đồng thông minh trên các chuỗi khác trực tiếp kiểm soát tài khoản trong mạng Ika, thông qua việc triển khai các khách hàng nhẹ tương ứng của chuỗi để thực hiện xác minh chuỗi chéo.

1.2 Tiềm năng mà Ika mang lại cho hệ sinh thái Sui

1. Khả năng tương tác chuỗi chéo: hỗ trợ kết nối tài sản trên chuỗi như Bitcoin, Ethereum vào mạng Sui.

2. Cơ chế ủy thác phi tập trung: cung cấp phương thức ký đa bên để quản lý tài sản trên chuỗi.

3. Lớp trừu tượng chuỗi: Đơn giản hóa quy trình tương tác giữa các chuỗi.

4. Hỗ trợ ứng dụng tự động hóa AI: Cung cấp cơ chế xác thực đa yếu tố cho việc thực hiện giao dịch AI.

1.3 Những thách thức mà Ika đang đối mặt

1. Mức độ chấp nhận của thị trường: Cần tìm điểm cân bằng giữa "phi tập trung" và "hiệu suất".

2. Tranh chấp công nghệ MPC: Khó khăn trong việc thu hồi quyền ký, cơ chế thay đổi nút cần được hoàn thiện.

3. Sự phụ thuộc vào mạng: Bị ảnh hưởng bởi độ ổn định của mạng Sui và tình trạng mạng của chính nó.

4. Vấn đề tiềm ẩn của đồng thuận DAG: có thể dẫn đến sự phức tạp của đường truyền mạng, khó khăn trong việc sắp xếp giao dịch.

Hai, So sánh các dự án FHE, TEE, ZKP và MPC

2.1 FHE

Zama & Concrete:

• Trình biên dịch đa năng dựa trên MLIR
• Chiến lược "Bootstrapping phân tầng"
• "Hỗ trợ mã hóa hỗn hợp"
• Cơ chế "đóng gói khóa"

Fhenix:

• Tối ưu hóa cho bộ lệnh EVM
• Sử dụng "đăng ký ảo mã hóa"
• Thiết kế mô-đun cầu nối oracle ngoại tuyến

2.2 TEE

Oasis Network:

• Khái niệm "Căn cứ tin cậy phân lớp"
• Giao diện ParaTime sử dụng tuần tự hóa nhị phân Cap'n Proto
• Mô-đun "Nhật ký bền bỉ" ngăn chặn các cuộc tấn công quay ngược

2.3 ZKP

Aztec:

• Kỹ thuật "tăng cường đệ quy"
• Thuật toán tìm kiếm theo chiều sâu song song
• "Chế độ nút nhẹ" tối ưu băng thông

2.4 MPC

Partisia Blockchain:

• Mở rộng dựa trên giao thức SPDZ
• Thêm "mô-đun tiền xử lý"
• Giao tiếp gRPC, kênh mã hóa TLS 1.3
• Cơ chế phân đoạn song song với cân bằng tải động

Ba, So sánh công nghệ tính toán riêng tư

3.1 Tổng quan kỹ thuật

• Mã hóa toàn phần ( FHE ): cho phép thực hiện bất kỳ phép toán nào trong trạng thái mã hóa, nhưng chi phí tính toán rất lớn.
• Môi trường thực thi đáng tin cậy ( TEE ): Sử dụng cách ly phần cứng để thực thi mã, hiệu suất gần giống như tính toán gốc, nhưng có nguy cơ cửa hậu tiềm ẩn.
• Tính toán an toàn đa bên ( MPC ): Cho phép nhiều bên cùng tính toán mà không tiết lộ đầu vào riêng tư, chi phí truyền thông lớn.
• Chứng minh không biết (ZKP): xác thực tính chính xác của tuyên bố mà không tiết lộ thông tin bổ sung.

3.2 Các tình huống thích ứng

• Chữ ký chéo chuỗi: MPC và TEE phù hợp hơn, FHE tốn kém quá lớn.
• Ứng dụng đa chữ ký DeFi: MPC là chính, TEE cũng có ứng dụng, FHE chủ yếu được sử dụng cho logic riêng tư trên tầng.
• AI và quyền riêng tư dữ liệu: Lợi thế của FHE rất rõ ràng, MPC và TEE có thể hỗ trợ.

3.3 Sự khác biệt trong phương án

• Hiệu suất và độ trễ: TEE thấp nhất, FHE cao nhất, ZKP và MPC ở giữa.
• Giả định tin cậy: FHE và ZKP không cần tin tưởng bên thứ ba, TEE phụ thuộc vào phần cứng, MPC phụ thuộc vào hành vi của các bên tham gia.
• Khả năng mở rộng: ZKP và MPC hỗ trợ mở rộng theo chiều ngang một cách tự nhiên, FHE và TEE bị hạn chế bởi tài nguyên.
• Độ khó tích hợp: TEE tối thiểu, ZKP và FHE cần mạch chuyên dụng, MPC cần tích hợp ngăn xếp giao thức.

Bốn, Quan điểm thị trường và Triển vọng kỹ thuật

Quan điểm "FHE vượt trội hơn TEE, ZKP hoặc MPC" không hoàn toàn đúng. Mỗi công nghệ đều có những cân nhắc về hiệu suất, chi phí, an toàn, v.v., phù hợp với các tình huống khác nhau:

• FHE phù hợp với xử lý dữ liệu cực kỳ nhạy cảm, nhưng cần tăng tốc phần cứng
• TEE đã trưởng thành trên thiết bị di động và môi trường đám mây
• MPC phù hợp với tính toán chia sẻ trạng thái riêng tư nhiều bên
• ZKP chuyên về xác minh tính toán phức tạp ngoài chuỗi.

Hệ sinh thái tính toán riêng tư trong tương lai có thể nghiêng về việc tích hợp bổ sung nhiều công nghệ khác nhau, như Nillion kết hợp MPC, FHE, TEE và ZKP để xây dựng các giải pháp mô-đun. Việc lựa chọn công nghệ nào nên tùy thuộc vào nhu cầu ứng dụng cụ thể và sự cân nhắc về hiệu suất.