完全準同型暗号の開発と応用

完全同型暗号化（FHE）は、1970年代に初めて提案されて以来、長い発展の過程を経てきた先進的な暗号技術です。その核心的な考え方は、暗号化されたデータを解読することなく計算を行うことです。2009年、クレイグ・ジェントリーの画期的な研究がFHEの実用化への道を切り開きました。

FHEは暗号文に対して操作を行い、暗号結果を生成することを許可し、復号後の結果は平文に対して行った操作の結果と一致します。この技術は同型性を持ち、無限回の加算と乗算をサポートし、暗号化されたデータに対して任意の計算を行うことができます。

! 【完全準同型暗号(FHE)の進歩と応用】(https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f75d873de5f26f5fd416bc40f50afe73.webp)

しかし、FHEは幾つかの課題にも直面しています。ノイズ管理は重要な問題であり、各操作が暗号文内のノイズを増加させます。さらに、FHEの計算コストは平文計算よりも数千倍から数百万倍高く、これが特定のアプリケーションシナリオでの使用を制限しています。

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重要な技術となることが期待されています。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態に変換し、スマートコントラクトの制御能力を保持することができます。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、プログラマーは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ができます。

FHEは、プライバシーメッセージ検索（OMR）を通じてウォレット同期の問題を解決するなど、プライバシープロジェクトの可用性を改善することもできます。FHE自体はブロックチェーンのスケーラビリティの問題を直接解決できませんが、ゼロ知識証明（ZKP）と組み合わせることでいくつかの解決策を提供する可能性があります。

FHEとZKPは相補的な技術であり、それぞれ異なるアプリケーションシーンがあります。ZKPは検証可能な計算とゼロ知識属性を提供し、一方FHEは暗号化されたデータに対して計算を行うことができ、データ自体を露出することはありません。両者を組み合わせることは計算の複雑性を著しく増加させ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年遅れているが、急速に追いついている。一部のFHEプロジェクトはすでにテストネットを開始しており、今年後半にはメインネットのリリースが予定されている。FHEの計算コストは依然として高いが、その大規模な採用の可能性が明らかになりつつある。

FHEの応用は、計算効率や鍵管理を含む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は計算集約的ですが、アルゴリズムの進歩とエンジニアリングの最適化がこの問題を改善しています。鍵管理も、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。

市場において、多くの企業が完全同型暗号化（FHE）関連技術とアプリケーションを開発しています。これらの企業には、Zama、Sunscreen、Octra、Fhenix、Mind Network、Incoなどが含まれます。彼らはそれぞれ、FHEツールの開発、FHEブロックチェーンネットワークの構築、FHE計算サービスの提供など、異なるFHEアプリケーションシナリオに焦点を当てています。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用

法規環境はFHEの発展にも重要な影響を与えています。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です。FHEはデータプライバシーを強化しつつ、社会的利益を維持する可能性があります。

未来を見据えると、FHE技術は今後3～5年の間に著しい進展を遂げると予測されています。理論、ソフトウェア、ハードウェア、アルゴリズムの継続的な改善に伴い、FHEは暗号化の分野で革命的な変革を引き起こすことが期待されており、ブロックチェーンのスケーラビリティとプライバシー保護に新しい解決策を提供し、暗号エコシステムにおけるさまざまなアプリケーションの革新を推進するでしょう。