完全同型暗号化：ブロックチェーンのプライバシーとセキュリティの新たな最前線

完全同型暗号化（FHE）技術は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ました。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、暗号化されたデータ上で計算を行うことを可能にし、事前に復号する必要がなく、データプライバシーを保護するための強力なツールを提供します。

FHEの核心的な特性には同型暗号化、ノイズ管理、無限回の演算のサポートが含まれます。これにより、暗号文上で加算および乗算の演算が実行でき、平文の演算と同じ結果を維持します。しかし、FHEは計算効率やノイズ制御などの課題にも直面しています。

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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ための重要な技術となることが期待されています。それは透明なブロックチェーンを部分的な暗号化形式に変換し、スマートコントラクトの制御を維持することができます。一部のプロジェクトでは、プログラマーがSolidityを使用してFHE原語を操作するコードを書くことを可能にするFHE仮想マシンの開発が進められています。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、ゲームなどのアプリケーションを可能にしながら、取引グラフの追跡性を保持します。

FHEは、プライバシープロジェクトのユーザーエクスペリエンスを改善することもでき、プライバシーメッセージ検索（OMR）を通じてウォレットの同期問題を解決します。FHE自体は直接ブロックチェーンのスケーラビリティの問題を解決できませんが、ゼロ知識証明（ZKP）と組み合わせることで、それに対する解決策を提供できるかもしれません。

FHEとZKPは相補的な技術であり、それぞれに利点があります。ZKPは検証可能な計算とゼロ知識属性を提供し、FHEはデータを開示することなく計算を行うことを可能にします。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るため、特定のユースケースにおいてのみ実際の意味があります。

現在、FHEの発展はZKPより約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、今年後半にはメインネットが立ち上がる予定です。FHEの計算コストは依然としてZKPより高いですが、その大規模な応用の可能性はすでに明らかになっています。

FHEの応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やエンジニアリングの最適化によって緩和されています。鍵管理は閾値鍵管理を含み、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。

市場において、多くの企業がFHEソリューションの開発に積極的です。ZamaはTFHEライブラリやfhEVMなどのツールを提供し、SunscreenはFHEコンパイラを開発し、FhenixはFHEをサポートするイーサリアムLayer 2ネットワークの構築に取り組んでいます。Mind NetworkはFHEをDePINやAI分野に応用することに注力しています。これらのプロジェクトはリスクキャピタルの大量支持を得ており、市場がFHE技術に対する信頼を示しています。

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広く支持されていますが、金融プライバシーはまだ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しながら、社会的利益を維持する可能性があります。

未来を展望すると、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は今後3〜5年以内に重要な進展を遂げ、研究段階から実用化へと移行することが期待されます。革新的な技術として、FHEはブロックチェーンやより広範な暗号エコシステムに革新と新たな可能性をもたらすことが期待されています。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用