FHE:プライバシー計算の未来

FHE(完全同態暗号)は、暗号化されたデータ上で直接計算を行うことを可能にする先進的な暗号技術であり、プライバシーを保護しながらデータを処理します。この技術は金融、医療、クラウドコンピューティングなどの多くの分野で広範な応用の見込みがありますが、現在の商業化は依然として時間がかかる必要があり、主に膨大な計算とメモリのコストに制限されています。

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FHEの基礎

FHEのコアは、多項式を使用して元の情報を隠すことです。暗号化プロセスには、

1. キーポリノミアルを選択
2. ランダム多項式を生成する
3. 小さな"エラー"多項式を生成する
4. 平文を上記の多項式と組み合わせて暗号化する

この方法は単純なブルートフォース攻撃を防ぐことができますが、ノイズの問題も引き起こします。ノイズの蓄積問題を解決するために、FHEはいくつかの重要な技術を採用しています。

• キー切り替え: 圧縮された暗号文のサイズ
• モジュール切り替え:ノイズの増加を制御する
• 自立:ノイズを初期レベルにリセットする

現在の主流のFHEソリューションは、自給自足技術に基づいて、無限の計算深度を実現しています。

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FHEが直面している課題

FHEの最大の課題は、膨大な計算コストです。通常の計算と比較して、FHEの計算速度は数百万倍遅い可能性があります。この問題を解決するために、アメリカのDARPAはDPRIVEプログラムを立ち上げ、FHEの計算速度を通常の計算の1/10に引き上げることを目指しています。主に以下のいくつかの側面から取り組んでいます:

1. プロセッサのビット幅を拡大する
2. 専用ASICプロセッサを開発する
3. MIMD並列アーキテクチャの構築

進展は遅いものの、長期的にはFHE技術が特にセンシティブなデータの処理において重要な意義を持つことは間違いありません。

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FHEのブロックチェーンにおける応用

ブロックチェーン分野では、FHEは主にデータプライバシーを保護するために使用され、適用シーンには次のものが含まれます:

• オンチェーンプライバシー
• AIトレーニングデータのプライバシー
• オンチェーン投票のプライバシー
• ブロックチェーン取引プライバシー審査

FHEはMEV問題を解決する潜在的なソリューションの一つと見なされています。しかし、完全に暗号化された取引は、ネットワークのスループットの低下など、いくつかの問題を引き起こす可能性があります。

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主要FHEプロジェクト

現在、FHEプロジェクトは主にZamaが提供する技術ライブラリに基づいて構築されており、主なプロジェクトは次のとおりです:

• Fhenix:プライバシーファーストのオプティミズムレイヤー2の構築
• Privasea:FHEを使用してLLMデータ計算を実行します
• インコネットワーク:FHEレイヤー1の構築
• Arcium:FHE、MPC、およびZKテクノロジーを統合
• Mind Network:FHEベースのリステーキング

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今後の展望

FHE技術はまだ初期段階にあり、多くの課題に直面しています:

1. 高いコストと工事の難しさ
2. 商業化の展望はまだ明確ではない
3. 設備投資の不足

しかし、より多くの資金と人材が流入するにつれて、FHE技術はブレークスルーを達成することが期待されます。特に、FHEチップが実用化されると、この技術は国防、金融、医療などの業界に深い変革をもたらすでしょう。

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