Ika сеть: инновации MPC с субсекундной задержкой в экосистеме Sui

Один, Обзор и позиционирование сети Ika

Ika сеть - это инновационная инфраструктура, основанная на многопартийных безопасных вычислениях (MPC) технологии, получающая стратегическую поддержку от фонда Sui. Ее наиболее заметной особенностью является субсекундная скорость отклика, что является первым случаем в решениях MPC. Ika и блокчейн Sui сильно совпадают по основным концепциям проектирования, таким как параллельная обработка и децентрализованная архитектура, и в будущем будет напрямую интегрирована в экосистему разработки Sui, предоставляя модуль кросс-цепочечной безопасности «включи и работай» для смарт-контрактов Sui Move.

С точки зрения функционального предназначения, Ika строит новый уровень безопасной верификации: он выступает как специальный протокол подписи для экосистемы Sui и предоставляет стандартизированные решения для кросс-цепей для всей отрасли. Его многослойный дизайн учитывает как гибкость протокола, так и удобство разработки, что имеет потенциал стать важным практическим примером массового применения технологий MPC в многоцепочечных сценариях.

1.1 Анализ ключевых технологий

Техническая реализация сети Ika сосредоточена на высокопроизводительной распределенной подписи, ее инновационность заключается в использовании протокола пороговой подписи 2PC-MPC в сочетании с параллельным выполнением Sui и консенсусом DAG, что позволяет достичь истинной подписи на уровне менее одной секунды и участия большого количества децентрализованных узлов. Ika создает многоподписной сеть, которая одновременно удовлетворяет требованиям сверхвысокой производительности и строгой безопасности с помощью протокола 2PC-MPC, параллельной распределенной подписи и тесной интеграции с структурой консенсуса Sui. Его основная инновация заключается в введении широковещательной связи и параллельной обработки в протокол пороговой подписи.

2PC-MPC подписание协议: Ika использует усовершенствованную двухстороннюю MPC схему, разделяя операцию подписи личного ключа пользователя на процесс, в котором участвуют две роли: "пользователь" и "сеть Ika". Используется режим широковещательной передачи вместо пары узлов для связи, что позволяет пользователю поддерживать постоянный уровень вычислительных затрат на связь, независимо от размера сети, и обеспечивает задержку подписи на уровне менее секунды.

Параллельная обработка: Ika использует параллельные вычисления, разбивая одну операцию подписи на несколько параллельных подзадач, которые выполняются одновременно между узлами, что значительно увеличивает скорость. В сочетании с параллельной моделью объектов Sui, сети не требуется достигать глобального последовательного консенсуса по каждой транзакции, что позволяет одновременно обрабатывать множество операций, увеличивая пропускную способность и снижая задержки.

Широкая сеть узлов: Ika может расширяться до тысяч узлов, участвующих в подписании. Каждый узел хранит только часть фрагмента ключа, даже если часть узлов будет взломана, невозможно отдельно восстановить приватный ключ. Только при совместном участии пользователя и узлов сети можно сгенерировать действительную подпись, ни одна из сторон не может действовать независимо или подделывать подпись.

Кросс-цепное управление и абстракция цепи: Ika позволяет смарт-контрактам на других цепях напрямую управлять учетной записью Ika в сети (dWallet). Ika достигает этого, разворачивая легкий клиент соответствующей цепи в своей сети. В настоящее время доказательство состояния Sui было реализовано в первую очередь, что позволяет контрактам на Sui встраивать dWallet в бизнес-логику и завершать подпись и операции с активами других цепей через сеть Ika.

1.2 Потенциальное влияние Ika на экосистему Sui

После запуска Ika может расширить границы возможностей блокчейна Sui и поддержать инфраструктуру всей экосистемы Sui:

1. Кросс-цепная совместимость: Сеть MPC Ika поддерживает подключение цепочных активов, таких как Биткойн и Эфириум, к сети Sui с низкой задержкой и высокой безопасностью, что позволяет осуществлять кросс-цепные DeFi операции и повышает конкурентоспособность Sui.

2. Децентрализованное управление активами: пользователи и учреждения могут управлять активами на блокчейне с помощью многофакторной подписи, что обеспечивает большую гибкость и безопасность по сравнению с традиционным централизованным управлением.

3. Абстракция цепи: Умные контракты на Sui могут напрямую управлять аккаунтами и активами на других цепях, упрощая процесс кросс-цепочного взаимодействия.

4. Встраивание родного биткойна: позволяет BTC напрямую участвовать в DeFi и управлении на Sui.

5. Безопасность применения ИИ: обеспечение многофакторной верификации для автоматизированных приложений ИИ, чтобы избежать несанкционированных операций с активами, повысить безопасность и надежность исполнения сделок ИИ.

1.3 Проблемы, с которыми сталкивается Ika

1. Стандартизация межцепочечных взаимодействий: необходимо привлечь больше блокчейнов и проектов к принятию, стремясь к балансу между децентрализацией и производительностью.

2. Безопасность MPC: механизмы отзыва прав подписи и замены узлов нуждаются в доработке.

3. Сетевая зависимость: зависимость от стабильности сети Sui и состояния собственной сети, необходимо адаптироваться к возможным значительным обновлениям Sui в будущем.

4. Потенциальные проблемы консенсуса DAG: могут привести к усложнению сетевых путей, затруднению сортировки транзакций и сильной зависимости от активных пользователей.

II. Сравнение проектов на основе FHE, TEE, ZKP или MPC

2.1 FHE

Zama & Concrete:

• Универсальный компилятор на основе MLIR
• Стратегия многослойного бутстрапинга
• Поддержка смешанного кодирования
• Механизм упаковки ключей

Феникс:

• Оптимизация набора инструкций EVM для Ethereum
• Дизайн виртуальных регистров
• Модуль мостов для оффчейн оракулов
• Акцент на EVM-совместимости и бесшовной интеграции смарт-контрактов на цепочке

2,2 TEE

Сеть Oasis:

• Концепция многоуровневого доверенного корня
• Интерфейс ParaTime использует двоичную сериализацию Cap'n Proto
• Модуль долговечности журналов

2.3 ZKP

Ацтек:

• Технология компиляции Noir
• Инкрементальная рекурсивная техника
• Параллельный алгоритм глубокого поиска
• Легкий узел режим

2,4 ПДК

Блокчейн Partisia:

• Расширение на основе протокола SPDZ
• Модуль предварительной обработки генерирует тройки Бивера
• gRPC связь, зашифрованный канал TLS 1.3
• Механизм параллельной сегментации с динамическим балансировкой нагрузки

Три. Приватные вычисления FHE, TEE, ZKP и MPC

3.1 Обзор различных схем вычислений с приватностью

Полная гомоморфная криптография ( FHE ):

• Позволяет выполнять любые вычисления в зашифрованном состоянии
• Обеспечение безопасности на основе сложных математических задач
• Высокие вычислительные расходы, производительность все еще требует улучшения

Достоверная исполняемая среда ( TEE ):

• Доверенный аппаратный модуль, предоставленный процессором
• Производительность, близкая к нативным вычислениям, с небольшими затратами
• Зависимость от аппаратной реализации и прошивки производителей несет потенциальные риски

Многосторонние безопасные вычисления(MPC):

• Позволяет нескольким сторонам совместно вычислять без раскрытия частных входных данных.
• Нет единой точки доверия в аппаратном обеспечении, но требуется взаимодействие между несколькими сторонами
• Большие затраты на связь, ограничения сети

Доказательство нулевого знания ( ZKP ):

• Проверка истинности утверждения без раскрытия дополнительной информации
• Типичные реализации включают zk-SNARK и zk-STAR

3.2 Сценарии адаптации FHE, TEE, ZKP и MPC

Кросс-цепочная подпись:

• MPC подходит для многопартнерского сотрудничества, избегая утечки единой точки приватного ключа
• TEE может выполнять логику подписи с помощью чипа SGX, скорость высокая, но есть проблемы с доверием к аппаратному обеспечению.
• FHE не имеет преимущества в этой ситуации

Дефи-сцены:

• MPC подходит для мультиподписных кошельков, хранилищ, институционального хранения
• TEE может использоваться для аппаратного кошелька или облачного кошелька
• FHE в основном используется для защиты деталей транзакций и логики контрактов

Искусственный интеллект и конфиденциальность данных:

• Преимущества FHE очевидны, можно реализовать обработку данных с полным шифрованием.
• MPC можно использовать для совместного обучения, но существуют проблемы с коммуникационными затратами и синхронизацией.
• TEE может запускать модели непосредственно в защищенной среде, но есть ограничения по памяти и риски атак через боковые каналы.

3.3 Различия между различными планами

Производительность и задержка:

• Высокая задержка FHE
• Минимальная задержка TEE
• Контролируемая задержка массового доказательства ZKP
• Задержка MPC средняя или низкая, сильно зависит от сети

Доверительная гипотеза:

• FHE и ZKP основаны на математических задачах, не требуя доверия третьим лицам
• TEE зависит от оборудования и производителей
• MPC зависит от полуправдивой или максимум t аномальной модели

Масштабируемость:

• Поддержка горизонтального масштабирования ZKP Rollup и MPC шардирования
• При расширении FHE и TEE необходимо учитывать вычислительные ресурсы и поставку аппаратных узлов.

Сложность интеграции:

• Минимальный порог входа для TEE
• ZKP и FHE требуют специализированных схем и процессов компиляции
• Необходима интеграция стека протоколов MPC и межузловая связь

Четыре, рыночные взгляды и тенденции интеграции технологий

Разные технологии вычисления с учетом конфиденциальности имеют свои плюсы и минусы, выбор должен основываться на конкретных потребностях приложения и компромиссах в производительности. Будущая тенденция может заключаться в взаимодополняемости и интеграции различных технологий для создания модульных решений. Например:

• Ika(MPC) и ZKP могут дополнять друг друга: Ika предоставляет децентрализованный контроль активов, а ZKP подтверждает правильность кросс-цепных взаимодействий.
• Nillion объединяет MPC, FHE, TEE и ZKP, балансируя безопасность, стоимость и производительность

Экосистема приватных вычислений будет склоняться к использованию наиболее подходящих технологических компонентов, чтобы создать индивидуализированные решения для различных сценариев.