完全準同型暗号(FHE)の開発と応用

完全同型暗号化（FHE）は、暗号化されたデータに対して復号化せずに計算を行うことを可能にする先進的な暗号化技術です。この概念は1970年代に最初に提案されましたが、2009年にクレイグ・ジェントリーの画期的な研究によって実質的な進展がありました。FHEのコア特性には同型性、ノイズ管理、および無限回の加算および乗算操作のサポートが含まれます。

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FHEはブロックチェーン分野において、スケーラビリティとプライバシー保護の鍵となる技術になる可能性があります。これにより、透明なブロックチェーンを部分的に暗号化された形式に変換しつつ、スマートコントラクトの制御を維持できます。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書くことを可能にしています。このアプローチは、現在のブロックチェーン上のプライバシー問題を解決し、暗号化された支払い、カジノなどのアプリケーションを可能にしながら、取引グラフの追跡可能性を保持します。

FHEは、プライバシーメッセージ検索（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改善し、ウォレットクライアントがアクセス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は補完的な技術であり、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、データ自体を露出させません。両者を組み合わせることは計算の複雑性を大幅に増加させる可能性があり、特定のユースケースが必要としない限り、通常は実用的ではありません。

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、メインネットは近いうちに導入される見込みです。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はすでに現れています。FHEが生産環境に入り、スケールアップを実現すれば、ZK Rollupsのように急速に成長すると予想されます。

FHEの採用は計算効率や鍵管理などいくつかの課題に直面しています。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改善されています。機械学習のような特定のユースケースでは、ブートストラップを使用しない代替案がより効率的である可能性があります。鍵管理も解決すべき問題であり、特に閾値鍵管理が必要なプロジェクトにおいて重要です。

FHE市場はリスク投資の関心を引いています。複数のプロジェクトがFHEに基づくソリューションを開発しており、Arcium、Cysic、Zama、Sunscreen、Octra、Fhenix、Mind Network、Incoなどが含まれています。これらのプロジェクトは、プライバシー保護スマートコントラクトから機密計算ネットワークまでの広範な応用分野をカバーしています。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用

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にあります。FHEはデータプライバシーを強化する潜在能力を持ち、ユーザーがデータの所有権を保持し、そこから利益を得る可能性がある一方で、社会的利益を維持することができます。

未来を見据えると、FHEの理論、ソフトウェア、ハードウェア、アルゴリズムは引き続き改善され、ますます実用的になると予想されています。FHEは理論研究から実際の応用に移行しており、今後数年内に顕著な進展が見込まれており、暗号化エコシステムにおけるさまざまな革新アプリケーションの発展を促すことが期待されています。