バンクレス:暗号通貨のプライバシー技術の波

著者:David C、出典:Bankless、編集:Shaw Golden Finance

人々の監視とデータ開発に対する懸念が高まる中、暗号分野は最近、プライバシー強化技術（PET）をそのコアインフラに統合するペースを加速しています。

ブロックチェーンは設計上完全に透明ですが、暗号業界は長年にわたりプライバシー手法（トークンミキサーやプライバシーに基づくトークン）を重視してきた一方で、特定のネットワークにプライバシーを制限することなく（単純なDeFiや支払いを超えて）プライバシーの範囲を拡大する努力を続けています。

ブロックチェーンが人工知能のトレーニングや機関融資にますます多く適用される中、代替暗号技術の採用もますます人気を集めています。その中でも特に4つの技術が注目されています：マルチパーティ計算 ( MPC )、完全同態暗号 ( FHE )、信頼できる実行環境 ( TEE )、そしてゼロ知識伝送セキュリティレイヤー ( zkTLS )。

この記事は、それぞれの技術がプライバシーを強化する上での役割、ユースケース、および各技術に基づく主要プロジェクトを示すことを目的としています。

マルチパーティ計算（MPC）

MPCは、複数のグループが自分たちの情報を漏らすことなく、特定の内容を共同で計算できる分散型コンピューティングの一種です。

仮にあなたと5人の友人が平均給与を計算したいが、具体的な金額を明かしたくないとします。各自が自分の給与をランダムに6等分し、各人が1つの分け前を受け取ります。各人は1つの分け前を持っていますが、他の人の給与を復元することはできません。なぜなら、彼らは6つの給与のうちの1つしか持っていないからです。各人はその6つの給与の計算を行い、元の給与を計算するのではありません。それらの結果を統合し、誰も具体的な給与を知らなくても最終的な平均給与を計算します。

規制の制約や競争への懸念が直接的なデータ共有を妨げる一方で、共同分析が関係者全員に利益をもたらす場合、MPCは特に重要になります。典型的な例として、複数の病院が患者データを利用してAIを訓練したいと考えているが、法律や規制によって敏感な医療データの共有が禁止されている場合、MPCは実際にデータを共有することなく共同訓練を実現できるのです。

! XrVj0uUlyXvjuxlx0nYGBRavzI6i7XXnkL5kS41A.jpeg

MPCに対する###障壁

参加者が多くの計算ネットワークに参加するにつれて、管理の難易度も増しています。システムは参加者間でより多くのメッセージを伝達する必要があり、インターネットの容量制限により速度が遅くなる可能性があります。誰もがより多くの計算を行う必要があり、より多くの計算能力を消費します。ブロックチェーンは、ネットワーク内で共謀して不正行為を行う可能性のある悪質な行為者に対して罰則を科すことで不正行為を防ぐことができますが、これらのリソースと計算能力の問題を解決することはできません。

誰がMPCを使用していますか？どのような目的で？

• Fireblocks——デバイス間で秘密鍵を分割するMPCを使用した機関保管機関であり、完全な鍵が決して漏洩しないことを保証します。
• Arcium——MPC を使用してプライベートな AI 処理とセンシティブなタスクを行うチェーン不問のネットワーク。
• レネゲード——MPCを使用して秘密取引を行うオンチェーンダークプール。

完全準同型暗号化 (FHE)

FHEは、暗号化を解除することなくデータ処理を可能にします。これは、機密データが保存、転送、分析される際に、依然として暗号化された状態を保つことを意味します。

現在、データは転送中に暗号化されていますが、処理するためには復号化する必要があり、これが脆弱性のウィンドウを生じさせます。例えば、私が写真をクラウドに送信するとき、転送中は暗号化されていますが、到着時に復号化されます。FHEはこの復号化のステップを排除し、データは計算プロセス全体を通じて暗号化されたままであり、能動的に使用している間に情報を保護します。

FHEをロックされた金庫にプログラム可能な手袋を付けたものと想像してください。あなたはプライベートデータとプログラムの指示を入れます：「これらの数字を足す」、「このリストをソートする」。あなたは金庫と手袋を他の人に渡します。彼らは指示に従って金庫の中身を盲目的に操作しますが、中を見せることはありません。完了したら、彼らは金庫をあなたに返します。あなたがそれを開けると、正しい結果を得ることができます。

PHEの障害

FHEは深刻なパフォーマンス損失をもたらします——計算速度は10倍から100倍低下します。ゼロ知識証明(zkFHE)を追加すると、速度はさらに数桁低下します。開発者がこの組み合わせを望むのは、FHEが入力を保護できる一方で、操作の正確性を保証できないからです。言い換えれば、問題は、FHEで保護されたデータ上で計算を実行する人が本当に正しく操作を行っているかどうかです。この検証可能性が欠けているため、追加すると本来遅いシステムはほぼリアルタイムアプリケーションに使用できなくなります。

誰がFHEを使用しているのですか？何の目的で使用されていますか？

• Zama ——FHE ツールプロバイダーは、fhEVM などのツールを使用して EVM ネットワーク上で暗号化スマートコントラクトを実現します。
• Fhenix——FHEを実際のアプリケーションに導入する研究会社。
• PrivaSea—— Zama の FHE ツールを使用した暗号化機械学習の AI トレーニングネットワーク。
• Octra——独自の FHE を使用して高速暗号計算を行い、機械学習のコンセンサスとレンタル可能なサービスを備えた汎用チェーン。

信頼できる実行環境 (TEE)

TEEは安全なハードウェア領域であり、データの保存と処理を隔離し、マシンの残りの部分（オペレーティングシステムやオペレーターを含む）がそのデータにアクセスするのを防ぎます。

もしあなたが iPhone を持っているなら、毎日 TEE とやり取りを行うことになります。なぜなら、Apple はそれらを使用して生体認証データを保存するからです。その仕組みは次のようになります：TEE は顔や指紋のスキャンデータを安全なチップの領域に保存します。アプリが認証を要求する際、新しいスキャンデータが TEE に送信されて照合されます。この照合プロセスは密封されたハードウェア内部で行われ、アプリやオペレーティングシステムは生体認証データを見ることができません。TEE は「はい」または「いいえ」だけを返します。

TEEは暗号通貨分野で登場し、機密スマートコントラクトや計算に利用されています。UniswapのLayer-2 Unichainは、TEEを使用して公正にブロックを構築し、MEV攻撃を防ぎます。

! xtjPE9YSMabP0Wv579851Rng9eyB0CUFvga11j7X.jpeg

TEE ###の障壁

TEEの完全性はハードウェアサプライヤーに依存しており、分散型ネットワークではないため、暗号化標準に対して中央集権的です。誰かが生産環境でTEEを破壊したり、その脆弱性を利用したりする可能性があります。Secret Networkはこのような状況に直面したことがあり、研究者たちはIntelチップの脆弱性を発見し、すべてのネットワーク取引が解読されました。

誰がTEEを使用していますか？どのような目的で使用されていますか？

• スペースコンピュータ —— 衛星ノード上でTEEを使用したブロックチェーンで、軌道上で動作することでハードウェアの改ざんを防ぎます。
• Oasis Protocol ——第1層はTEEを使用してEVM互換のランタイムの秘密のスマートコントラクトを実現します。
• Phala Network——複数のハードウェアプロバイダーからのTEEを使用した機密計算のための分散型クラウドプラットフォーム。

ゼロ知識伝送セキュリティレイヤー (zkTLS)

zkTLSは、TLS（インターネットセキュリティのためにHTTPSで使用されている）とゼロ知識証明（ZKP）を統合して、情報のプライバシーと検証可能性を確保します。

ゼロ知識証明を追加することにより、zkTLSはユーザーが任意のHTTPSデータ（ネットワークトラフィックの95％を占める）を転送し、漏れた情報を制御できることを可能にします。これにより、任意のWeb2プラットフォームのデータは、プラットフォームの権限に制限されることなく、公共APIとして機能し、ネットワーク全体を接続し、Web2とWeb3を橋渡しすることができます。

例えば、銀行残高を使用してオンチェーンローンを利用したいとします。あなたはzkTLSツールを通じて銀行口座にアクセスできます。銀行がHTTPSを使用しているため、このツールは表示されるデータを分析できます。このツールは、資金を証明するためのあなたの残高のゼロ知識証明(ZKP)を生成しますが、具体的な金額や取引履歴は明らかにしません。この証明をDeFi貸付プラットフォームに提出すると、これらのプラットフォームはプライベートな財務データにアクセスせずにあなたの信用状況を確認します。

! N75UUKFnTnVJExtea4VrpqvQvU3kymwNZ7WS1p6j.jpeg

zkTLSに対する(障壁

zkTLSは、ウェブサイトに表示されているデータにのみ適用されます——それはウェブサイトに隠された情報を表示させることはできません。これは、継続的なTLSプロトコルの使用に依存し、リアルタイムオラクルの参加が必要であり、そのため遅延と信頼の仮定が導入されます。

) 誰が zkTLS を使用していますか？どのような目的で？

• ZKP2P：zkTLSを使用したオン/オフランププロトコルで、オンチェーンおよびオフチェーンでの資金のプライベートな移転に使用されます。
• EarniFi——zkTLSを使用した貸付プラットフォームで、稼いだが未払いの給与を受け取る従業員にプライバシー保護されたローンを提供します。
• DaisyPay——インフルエンサーのコラボレーションと即時支払いのための zkTLS を使用するアプリケーション。

全体として、各種PETは異なる目的に対応し、それぞれ利点と欠点のバランスがあります。アプリケーションはデータのニーズに応じて複数のPETを組み合わせることがあります。分散型AIプラットフォームは、初期の調整にMPCを使用し、計算にFHEを使用し、キー管理にTEEを使用することがあります。

zkTLSには多くの異なる実装方法があり、それらは様々なPETをそのアーキテクチャに利用しています。これらのツールを組み合わせることで、暗号通貨の設計スペースを大幅に拡張し、次世代Webのイテレーションとしての可能性を発揮できます。暗号通貨は依然としてユーザーエクスペリエンスを改善する必要があることは周知の事実であり、これはこれらのプライバシーサービスの利用可能性と広範な適用を向上させるために重要です。