FHE、ZK、MPC:3つの高度な暗号化技術の比較

暗号化の分野では、全同態暗号化(FHE)、ゼロ知識証明(ZK)、そして多者安全計算(MPC)は、注目される先進技術の三つです。これらはすべてデータのプライバシーとセキュリティの保護に取り組んでいますが、具体的な応用シーンや技術的特性においては顕著な違いがあります。本記事では、これら三つの技術を深く比較し、読者がそれらの独自の点をよりよく理解できるようにします。

! FHE対ZK対MPC、3つの暗号化技術の違いは正確には何ですか?

ゼロ知識証明(ZK): 証明するが漏らさない

ゼロ知識証明技術の核心は、具体的な情報を漏らすことなく、特定の主張の真実性を検証する方法にあります。この技術は、堅固な暗号化の基盤の上に構築されています。

レンタカーを例にとると、アリスがレンタカー会社の従業員ボブに自分の信用状況が良好であることを証明したいが、詳細な銀行取引明細を提供したくないと仮定します。この場合、銀行や決済ソフトウェアが提供する「信用スコア」は、一種のゼロ知識証明と見なすことができます。アリスは、アカウントの詳細を開示することなく、自分の信用スコアが基準を満たしていることを証明できます。

ブロックチェーンアプリケーションにおいて、ZK技術の典型的なケースは匿名通貨です。ユーザーが送金を行う際、彼らは匿名を保持しつつ、取引に必要な十分な通貨を所有していることを証明する必要があります(、二重支払い)を防ぐために。ZK証明を生成することによって、マイナーは取引者の身元を知らなくても、取引の合法性を検証し、それをチェーンに追加することができます。

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マルチパーティセキュアコンピューティング(MPC):共同計算しながら漏洩しない

多者安全計算技術は、敏感な情報を漏らさずに、複数の参加者が安全に共同計算を行う方法を解決することを目的としています。

クラシックなMPCアプリケーションシナリオは、アリス、ボブ、キャロルが自分たちの平均給与を計算したいが、お互いに具体的な給与を開示したくないときです。MPCは、複雑な数学的演算を通じて、最終的に平均値を得ることを可能にし、個々の給与情報を漏らすことなく実現します。

暗号化通貨の分野では、MPC技術が広くウォレットの安全性に利用されています。一部の取引プラットフォームが提供するMPCウォレットは、秘密鍵をユーザーの携帯電話、クラウド、取引所などの複数の場所に分散して保存します。この方法は安全性を高めるだけでなく、秘密鍵の回復性も向上させます。たとえユーザーが携帯電話を失っても、他の部分を通じて秘密鍵を再構築することができます。

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完全準同型暗号化(FHE):暗号化状態での計算

全同態暗号化技術が解決する問題は:どのように敏感なデータを暗号化し、第三者がそれを解読することなく計算を行えるようにし、計算結果が元のデータの所有者によって正しく解読できるようにするかということです。

FHEの典型的な応用シーンは、クラウドコンピューティング環境における敏感データの処理です。例えば、医療機関は暗号化された病歴データをクラウドサーバーにアップロードでき、クラウドサーバーはデータを解読せずにデータ分析を行い、最後に暗号化された分析結果を医療機関に返します。これは患者のプライバシーを保護するだけでなく、関連する法規制の要件にも適合しています。

ブロックチェーン分野において、FHE技術は一部のPoS(権利証明)ネットワークの問題を解決するために使用できます。例えば、いくつかの小規模なPoSネットワークでは、ノードが大きなノードの検証結果に単純に従う傾向があり、各取引を独立して検証することはありません。FHE技術を適用することで、ノードは他のノードの回答を知らないままでブロック検証を行うことができ、ネットワークの分散化の程度を向上させることができます。

技術的な複雑さの比較

これら三つの技術は、実現の難易度においても違いがあります:

• ZKは理論的には強力ですが、効果的で実装が容易なプロトコルの設計には、しばしば深い数学的およびプログラミングの基礎が必要です。
• MPCは実際の応用において、多者間の調整や通信効率などの問題を解決する必要があり、特に参加者が多い場合、コストが非常に高くなる可能性があります。
• FHEは概念的には魅力的ですが、その複雑な暗号化アルゴリズムは実際の応用において計算効率が低く、これが主なボトルネックです。

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まとめ

デジタル化が進むにつれて、データの安全性と個人のプライバシー保護が直面する課題はますます深刻になっています。ZK、MPC、FHEの3つの先進的な暗号化技術は、これらの課題に対処するための強力なツールを提供してくれます。それぞれが異なるシーンで重要な役割を果たし、デジタル世界の安全防線を共に築いています。