完全準同型暗号技術の開発と応用

完全同型暗号化(FHE)は、暗号化データを解読せずに計算することを許可する高度な暗号化形式です。この概念は1970年代に最初に提唱されましたが、2009年まで突破的な進展はありませんでした。FHEの核心的な特性には同型性、ノイズ管理、無限回の加算および乗算演算のサポートが含まれます。

部分的同型暗号化やある種の同型暗号化と比較して、FHEは暗号化されたデータ上で任意の計算を行うことをサポートしており、非常に大きな可能性を持っていますが、同時に計算集約的な課題ももたらします。FHEの主な利点は、計算プロセス全体を通じてデータのプライバシーとセキュリティを保護できる点にあります。

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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重要な技術となることが期待されています。FHE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、プログラマーがFHE原語を操作するスマートコントラクトコードを記述できるようにしています。このアプローチは、現在のブロックチェーンのプライバシー問題を解決し、暗号化された支払い、ゲームなどのアプリケーションを可能にしつつ、取引グラフの追跡性を保持します。

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、ウォレットクライアントがアクセスする内容を公開することなくデータを同期できるようにします。しかし、FHE自体はブロックチェーンのスケーラビリティ問題を直接解決することはできず、この課題に対処するためにはゼロ知識証明(ZKP)と組み合わせる必要があるかもしれません。

FHEとZKPは相補的な技術であり、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、データ自体を開示することはありません。両者を組み合わせることで計算の複雑性が大幅に増加する可能性があるため、具体的なユースケースに基づいて利点と欠点を天秤にかける必要があります。

現在、FHEの発展はZKPに対して約3年から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、メインネットは今年後半に立ち上がる予定です。FHEの計算コストは依然としてZKPよりも高いですが、その大規模な応用の可能性が現れています。

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。ブートストラップ操作の計算集約的な特性は、アルゴリズムの改良とエンジニアリングの最適化によって改善されています。鍵管理の面では、一部のプロジェクトは閾値鍵管理の方案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。

多くの企業やプロジェクトがFHE分野の開発と応用に積極的に取り組んでいます。これには、並列秘密計算に特化したArcium、ZK計算をサービスとして提供するCysic、FHEソリューションを開発するZama、プライベートアプリケーションツールを構築するSunscreen、HFHE概念を提案するOctra、FHEサポートのEthereum Layer 2を開発するFhenix、FHE重ステーキング層を構築するMind Network、モジュラー秘密計算ブロックチェーンを作るInco Networkなどが含まれます。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用

FHEの法規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にあります。FHEはデータプライバシーを強化し、同時に社会的利益を維持する潜在能力を持っています。

理論、ソフトウェア、ハードウェア、アルゴリズムの進歩に伴い、完全同型暗号化（FHE）は今後3-5年以内に顕著な進展を遂げ、理論研究から実用化へと移行すると予想されています。革命的な技術として、FHEは暗号化分野に深遠な影響を与え、ブロックチェーンエコシステムに革新的なプライバシーとセキュリティソリューションを提供することが期待されています。