完全同型暗号化技術のブロックチェーン分野における応用と発展

暗号技術は常に人類文明の進歩において重要な役割を果たしてきました。特に情報セキュリティとプライバシー保護の観点からは欠かせません。非対称暗号化やハッシュ関数などの技術はビットコインの誕生の基礎を築き、ブロックチェーンの新時代を切り開きました。業界の発展に伴い、ゼロ知識証明、多者計算、そして完全同型暗号化などの最前線技術が次々と現れています。その中で完全同型暗号化(FHE)は暗号学の聖杯の一つとして、暗号化されたデータを解読せずに任意の計算を行うことを許可し、複数の分野に新たな可能性をもたらしています。

FHEの概要

完全同型暗号化(FHE)は、暗号文に対して無限回の計算と操作を行うことを許可し、同時に明文の数学的特性を一致させます。FHEの実装は複雑な数学アルゴリズムに基づいており、計算リソースの要求が非常に高いです。現在、マイクロソフトのSEALとZamaのTFHEは、二つの主要なオープンソースFHEライブラリです。

FHEの基本的な流れには、鍵ペアの生成、データの暗号化、同型暗号化計算の実施、結果の復号化が含まれます。その中で、復号鍵の管理は非常に重要であり、安全性を高めるために閾値マルチパーティセキュリティ計算の方案を採用することができます。

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ブロックチェーン上の FHE 実装

FHEをブロックチェーンに適用する理想的な方法は、スマートコントラクトのコードライブラリとしてパッケージ化することです。これには、仮想マシンがFHEに必要な特定の命令セットをサポートする必要があります。fhEVMは、Zama社が開発した、Solidityによるプライバシー計算をサポートする完全同型EVMです。これは、プリコンパイルされたコントラクトを通じてFHE操作のサポートを提供し、FHE暗号文を保存するための特別なメモリ領域を設計しています。

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完全同型暗号化ロールアップソリューション

FhenixはFHE-RollupsのLayer2ソリューションを提案し、fhEVMとRollup技術を組み合わせました。これはOptimistic Rollupsの方案を採用しており、詐欺証明、fheOSコアライブラリ、および閾値サービスネットワークなどのコンポーネントを含んでいます。Fhenix Frontierは最初の公開バージョンをリリースし、関連する開発ツールとドキュメントを提供しています。

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チェーンアグノスティックな FHE コプロセッサ

FhenixはRelayモジュールを導入し、さまざまなブロックチェーンネットワークがFHEコプロセッサに接続できるようにしました。EigenLayerのRestakingメカニズムを通じて、FHEコプロセッサの効率が向上しました。使用プロセスには、アプリケーションコントラクトの呼び出し、Relayの転送、FHE計算、結果の検証などのステップが含まれます。

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FHEのアプリケーションシナリオ

FHE技術は、全体のチェーンゲーム、DeFi、AIなどの分野で広範な応用の前景があります:

• ゲームに暗号化の保護を提供し、リアルタイムの操作を防止します。
• DeFiにおける敏感データを保護し、MEVリスクを低減する
• プライバシーを保護しながらAIモデルのトレーニングを行う

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FHEエコシステムの発展

ZamaとFhenixに加えて、FHEエコシステムには、Sunscreen、Mind Network、PADO Labs、Arcium、その他多くのプロジェクトも含まれています。 FHE.org やFHE Onchainなどの非営利団体は、学術研究と教育の普及に貢献しています。

FHE技術は広く認識されており、イーサリアムの創設者であるVitalik Buterinの支持も受けています。新しいプロジェクトが次々と登場し、市場に資金が継続的に注入される中、FHE技術は爆発的な成長を遂げることが期待されています。

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