FHE技術の開発状況と応用展望

暗号技術は人類文明の進程において重要な役割を果たしており、特に情報セキュリティとプライバシー保護の分野において重要です。近年、ブロックチェーン技術の発展に伴い、ゼロ知識証明、多者計算、完全同態暗号などの最前線の暗号技術が次々と登場しています。その中で、完全同態暗号(FHE)は暗号学の「聖杯」として、暗号化されたデータを解読することなく任意の計算を行うことを可能にし、プライバシー計算に新たな可能性をもたらしました。

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FHEの概要

全同態暗号の核心的な特徴は、暗号文に対して計算や操作を行うことを許可し、これらの操作が明文に直接マッピングできることです。部分同態暗号や一部の同態暗号と比べて、FHEは無限回の計算と操作をサポートします。現在、マイクロソフトのSEALとZamaのTFHEは、2つの比較的成熟したオープンソースのFHEライブラリです。

FHEの基本的な操作プロセスには、鍵ペアの生成、データの暗号化、同態計算の実施、結果の復号が含まれます。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多者安全計算スキームを採用することを検討できます。

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ブロックチェーン上のFHEアプリケーション

ブロックチェーン上でFHEを適用するためには、FHEに必要な命令セットをサポートするためにスマートコントラクトの仮想マシンを改造する必要があります。Zama社が開発したfhEVMは、Solidityによるプライバシー計算をサポートする全同態EVMです。fhEVMは、FHE操作のサポート、分散型閾値プロトコルに基づく復号メカニズム、および開発の敷居を下げるSolidityコントラクトライブラリを提供します。

FHE-Rollupsソリューション

単独のfhEVMは完全なエコシステムを構成するには難しいため、fhEVMとRollup技術を組み合わせてFHE-Rollups型Layer2ソリューションを構築するプロジェクトが探索されています。Fhenixは先駆者として、Optimistic Rollups技術を採用し、Arbitrum Nitroの詐欺証明メカニズム、fheOSコアライブラリ、閾値サービスネットワークなどのコンポーネントを組み合わせています。

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クロスチェーンFHEソリューション

FhenixはRelayモジュールを導入し、さまざまなパブリックチェーンとLayer2ネットワークがFHE機能に接続できるようにしました。EigenLayerのRestakingメカニズムと組み合わせることで、FHEコプロセッサは異なるチェーンに対してより便利なFHEサービスを提供できます。

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FHEアプリケーションシーン

FHE技術は、全チェーンゲーム、DeFi、AIなどの分野で広範な応用の可能性があります:

• フルチェーンゲーム：プレイヤーのプライバシーを保護し、リアルタイムでの操作を防ぐ
• DeFi:敏感データを保護し、MEVリスクを低減する
• AI:プライバシー保護の下でのモデル訓練を実現する

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FHEエコシステムの発展

ZamaやFhenixを除いて、FHEエコシステムには注目すべきいくつかのプロジェクトがあります:

• サンスクリーン:自社開発のFHEコンパイラ
• マインドネットワーク：EigenLayerのAIとDePINネットワークを組み合わせる
• PADO Labs: ZKPとFHEを統合した分散型コンピューティングネットワーク
• Arcium: 並列コンフィデンシャル コンピューティング ネットワーク
• インコネットワーク:fhEVMに基づくレイヤー1
• Treat:柴生態系のFHEレイヤー3
• octra:隔離実行環境をサポートするFHEネットワーク
• BasedAI:LLMにFHE機能を導入するネットワーク
• Encifher: FHEMLに焦点を当てたプロジェクト
• Privasea:AI向けFHEネットワーク

FHE.org やFHE Onchainなどの非営利団体もFHEの研究と教育に貢献しています。

FHE技術の成熟とエコシステムの継続的な向上に伴い、FHEがブロックチェーンやAIなどの分野にさらなる革新的なアプリケーションをもたらすと私たちは信じています。

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