# 完全準同型暗号(FHE)の開発と応用完全同型暗号化(FHE)の概念は、20世紀70年代に遡ることができますが、長い間実現が困難でした。その核心思想は、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。最初は単純な加算または乗算のみが可能であり、部分同型暗号化と呼ばれていました。2009年に、Craig Gentryが画期的な進展を遂げ、暗号化されたデータ上で任意の計算を行うことができることを示し、完全同型暗号化の発展を開きました。FHEは、暗号化されたデータを復号化せずに計算することを可能にする高度な暗号化技術です。これは、暗号文に直接操作を行い、暗号化された結果を生成できることを意味し、復号化後、その結果は平文に対して同じ操作を行った結果と一致します。! 【完全準同型暗号(FHE)の進歩と応用】(https://img-cdn.gateio.im/social/moments-f75d873de5f26f5fd416bc40f50afe73)## FHEのコア特性**準同型**- 加法:暗号文に対する加法は平文に対する加法に等しい。- 乗法:暗号文に対する乗法は明文に対する乗法と同等である。**ノイズ管理**:FHE暗号化は、セキュリティを確保するために暗号文にノイズを追加しますが、操作のたびにノイズが増加します。計算の正確性に影響を与えないように、ノイズを効果的に管理し、最小限に抑えることが重要です。**無限操作**: 一部の同型暗号化(PHE)およびある種の同型暗号化(SHE)とは異なり、FHEは無限回の加算と乗算をサポートし、暗号化されたデータ上で任意のタイプの計算を行うことができます。厳密に言えば、FHEは同型暗号化の一種の特別なケースです。同型暗号化とは、暗号文に対する操作が平文に対する同じ操作と等しいことを意味します。注意すべき二つの重要な課題があります:1. 明文と密文の間の等価性は、ノイズの追加に関係しています。ノイズが大きすぎると計算が失敗する可能性があるため、ノイズの制御は非常に重要です。2. 加算と乗算の計算コストは非常に大きい。暗号文の計算は平文の計算よりも10,000倍から1,000,000倍高くなる可能性があります。同型暗号化は、実装の程度によって次のように分類される:- 一部の完全同型暗号化(PHE): 1つの操作に対して無限回の計算をサポートします。- ある種の同型暗号化(SHE): 限定された回数の加算と乗算をサポートします。- 完全同型暗号化(FHE):無限回の加算と乗算をサポートし、任意の計算を行うことができます。FHEの主な利点は、暗号化されたデータ上であらゆる種類の計算を行うことができ、計算プロセス全体のプライバシーと安全性を確保できることです。## FHEのブロックチェーンにおける応用FHEは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の鍵となる技術になると期待されています。現在、ブロックチェーンはデフォルトで透明であり、すべての取引とスマートコントラクトの変数は公開されています。FHEは完全に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、なおかつスマートコントラクトの制御下に置くことができます。ある企業が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Solidityコードを書くことを可能にしています。この方法は、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、暗号決済、スロットマシン、カジノなどのユースケースを可能にしながら、取引グラフを保持し、規制に優しいものにします。FHEのもう一つの重要な応用は、プライバシープロジェクトの可用性を改善することです。一部のプライバシープロジェクトは、残高情報の取得時間や同期遅延などの面で重大な可用性の問題を抱えています。FHEはプライバシーメッセージの取得(OMR)を通じて解決策を提供し、ウォレットクライアントがアクセス内容を露出することなく同期を行えるようにします。しかし、FHEは直接的にブロックチェーンのスケーラビリティの問題を解決することはできません。FHEとゼロ知識証明(ZKP)を組み合わせることで、いくつかのスケーラビリティの課題を解決できるかもしれません。検証可能なFHEは、計算が正しく実行されることを保証し、ブロックチェーン環境に信頼できる計算メカニズムを提供します。## FHEとゼロ知識証明(ZKP)の関係FHEとZKPは相補的な技術ですが、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可能にし、プライベートな状態にプライバシーを提供します。しかし、ZKPは共有状態のプライバシーを提供せず、これは許可なしのスマートコントラクトプラットフォームにとって重要です。FHEと多者計算(MPC)は、データを露出することなく暗号化データで計算を行うことを可能にします。ZKPとFHEを組み合わせると計算の複雑性が大幅に増加します。特定のユースケースが必要でない限り、あまり現実的ではありません。## FHEの現状と展望FHEは開発の進捗がZKPに対して約3-4年遅れているが、急速に追いついている。第一世代のFHEプロジェクトはテストを開始し、メインネットは今年の後半にローンチされる予定だ。FHEの計算コストは依然としてZKPより高いが、その大規模な応用の可能性は非常に大きい。一度FHEが生産に入ってスケール化されると、ZK Rollupsのように急速に成長すると予想されている。## 課題とボトルネックFHEの応用は計算効率や鍵管理などの課題に直面しています。FHEにおけるブートストラッピング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。機械学習などの特定のユースケースでは、ブートストラッピングを使用しない代替案の方がより効率的である可能性があります。鍵管理も大きな課題です。一部のFHEプロジェクトは、復号能力を持つ検証者グループを含む閾値鍵管理を必要とします。この方法は、単一障害点の問題を克服するためにさらに発展する必要があります。## FHEマーケットの現状いくつかの暗号風投会社がFHE分野に積極的に投資し、その潜在能力を評価しています。すでにプロジェクトはパートナーと協力してスロットマシン、カジノ、商業決済、ゲームなどのアプリケーションを開発しています。閾値FHE(TFHE)は、FHEとMPCおよびブロックチェーンを組み合わせており、特に有望で、新しいアプリケーションシナリオを開きます。FHEの開発者フレンドリーさにより、Solidityを使用してプログラミングできるため、アプリケーション開発において実用的かつ実行可能です。## 競合環境多くの企業がFHE分野で競争を展開しています:- ある企業はリアルタイムでゼロ知識証明を生成および検証するためのハードウェアアクセラレーションに特化しています。- 別の会社がブロックチェーンとAIのためのFHEソリューションを開発しました。- さらに、企業はエンジニアがFHEを使用してプライベートアプリケーションを構築および展開するのを支援しています。- 一部のプロジェクトがFHEをサポートするブロックチェーンネットワークを開発中です。- まだ企業はDePINとAIのためにFHE重質押層を構築しています。これらの企業はすべてベンチャーキャピタルの支援を受けており、市場がFHE技術に対する信頼を示しています。## 規制環境FHEなどのプライバシー技術に関する規制環境は、地域によって異なります。データプライバシーは広く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、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を持ちながら、社会的利益を維持することが期待されています。## まとめ完全同型暗号化(FHE)は、暗号化分野の最前線にあり、先進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しています。技術の進歩と資本の注目に伴い、FHEは大規模な応用が期待され、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の重要な問題を解決するでしょう。今後3～5年以内に、FHEは顕著な進展を遂げ、暗号エコシステムに革新的なアプリケーションをもたらすと予想されています。! [完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用](https://img-cdn.gateio.im/social/moments-97e1ef48e90d438cfe636a91f4eff522)
完全同型暗号化FHE:ブロックチェーンのプライバシー保護の未来の星
完全準同型暗号(FHE)の開発と応用
完全同型暗号化(FHE)の概念は、20世紀70年代に遡ることができますが、長い間実現が困難でした。その核心思想は、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。最初は単純な加算または乗算のみが可能であり、部分同型暗号化と呼ばれていました。2009年に、Craig Gentryが画期的な進展を遂げ、暗号化されたデータ上で任意の計算を行うことができることを示し、完全同型暗号化の発展を開きました。
FHEは、暗号化されたデータを復号化せずに計算することを可能にする高度な暗号化技術です。これは、暗号文に直接操作を行い、暗号化された結果を生成できることを意味し、復号化後、その結果は平文に対して同じ操作を行った結果と一致します。
! 【完全準同型暗号(FHE)の進歩と応用】(https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f75d873de5f26f5fd416bc40f50afe73.webp)
FHEのコア特性
準同型
ノイズ管理:FHE暗号化は、セキュリティを確保するために暗号文にノイズを追加しますが、操作のたびにノイズが増加します。計算の正確性に影響を与えないように、ノイズを効果的に管理し、最小限に抑えることが重要です。
無限操作: 一部の同型暗号化(PHE)およびある種の同型暗号化(SHE)とは異なり、FHEは無限回の加算と乗算をサポートし、暗号化されたデータ上で任意のタイプの計算を行うことができます。
厳密に言えば、FHEは同型暗号化の一種の特別なケースです。同型暗号化とは、暗号文に対する操作が平文に対する同じ操作と等しいことを意味します。注意すべき二つの重要な課題があります:
明文と密文の間の等価性は、ノイズの追加に関係しています。ノイズが大きすぎると計算が失敗する可能性があるため、ノイズの制御は非常に重要です。
加算と乗算の計算コストは非常に大きい。暗号文の計算は平文の計算よりも10,000倍から1,000,000倍高くなる可能性があります。
同型暗号化は、実装の程度によって次のように分類される:
FHEの主な利点は、暗号化されたデータ上であらゆる種類の計算を行うことができ、計算プロセス全体のプライバシーと安全性を確保できることです。
FHEのブロックチェーンにおける応用
FHEは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の鍵となる技術になると期待されています。現在、ブロックチェーンはデフォルトで透明であり、すべての取引とスマートコントラクトの変数は公開されています。FHEは完全に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、なおかつスマートコントラクトの制御下に置くことができます。
ある企業が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Solidityコードを書くことを可能にしています。この方法は、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、暗号決済、スロットマシン、カジノなどのユースケースを可能にしながら、取引グラフを保持し、規制に優しいものにします。
FHEのもう一つの重要な応用は、プライバシープロジェクトの可用性を改善することです。一部のプライバシープロジェクトは、残高情報の取得時間や同期遅延などの面で重大な可用性の問題を抱えています。FHEはプライバシーメッセージの取得(OMR)を通じて解決策を提供し、ウォレットクライアントがアクセス内容を露出することなく同期を行えるようにします。
しかし、FHEは直接的にブロックチェーンのスケーラビリティの問題を解決することはできません。FHEとゼロ知識証明(ZKP)を組み合わせることで、いくつかのスケーラビリティの課題を解決できるかもしれません。検証可能なFHEは、計算が正しく実行されることを保証し、ブロックチェーン環境に信頼できる計算メカニズムを提供します。
FHEとゼロ知識証明(ZKP)の関係
FHEとZKPは相補的な技術ですが、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可能にし、プライベートな状態にプライバシーを提供します。しかし、ZKPは共有状態のプライバシーを提供せず、これは許可なしのスマートコントラクトプラットフォームにとって重要です。FHEと多者計算(MPC)は、データを露出することなく暗号化データで計算を行うことを可能にします。
ZKPとFHEを組み合わせると計算の複雑性が大幅に増加します。特定のユースケースが必要でない限り、あまり現実的ではありません。
FHEの現状と展望
FHEは開発の進捗がZKPに対して約3-4年遅れているが、急速に追いついている。第一世代のFHEプロジェクトはテストを開始し、メインネットは今年の後半にローンチされる予定だ。FHEの計算コストは依然としてZKPより高いが、その大規模な応用の可能性は非常に大きい。一度FHEが生産に入ってスケール化されると、ZK Rollupsのように急速に成長すると予想されている。
課題とボトルネック
FHEの応用は計算効率や鍵管理などの課題に直面しています。FHEにおけるブートストラッピング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。機械学習などの特定のユースケースでは、ブートストラッピングを使用しない代替案の方がより効率的である可能性があります。
鍵管理も大きな課題です。一部のFHEプロジェクトは、復号能力を持つ検証者グループを含む閾値鍵管理を必要とします。この方法は、単一障害点の問題を克服するためにさらに発展する必要があります。
FHEマーケットの現状
いくつかの暗号風投会社がFHE分野に積極的に投資し、その潜在能力を評価しています。すでにプロジェクトはパートナーと協力してスロットマシン、カジノ、商業決済、ゲームなどのアプリケーションを開発しています。
閾値FHE(TFHE)は、FHEとMPCおよびブロックチェーンを組み合わせており、特に有望で、新しいアプリケーションシナリオを開きます。FHEの開発者フレンドリーさにより、Solidityを使用してプログラミングできるため、アプリケーション開発において実用的かつ実行可能です。
競合環境
多くの企業がFHE分野で競争を展開しています:
これらの企業はすべてベンチャーキャピタルの支援を受けており、市場がFHE技術に対する信頼を示しています。
規制環境
FHEなどのプライバシー技術に関する規制環境は、地域によって異なります。データプライバシーは広く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、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を持ちながら、社会的利益を維持することが期待されています。
まとめ
完全同型暗号化(FHE)は、暗号化分野の最前線にあり、先進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しています。技術の進歩と資本の注目に伴い、FHEは大規模な応用が期待され、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の重要な問題を解決するでしょう。今後3～5年以内に、FHEは顕著な進展を遂げ、暗号エコシステムに革新的なアプリケーションをもたらすと予想されています。
! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用