FHE、ZK、MPC:3つの主要な暗号化技術の詳細な比較

今日のデジタル時代において、暗号化技術はデータの安全性と個人のプライバシーを保護するために極めて重要です。本稿では、三つの重要な暗号化技術について詳しく探討します: 完全同型暗号(FHE)、ゼロ知識証明(ZK)、及び多者安全計算(MPC)、これらの動作原理、応用シーン、及び技術的特徴を分析します。

! 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"を実現する

ゼロ知識証明技術が解決するコアの問題は: 具体的な内容を開示することなく、情報の真実性を検証する方法です。これは暗号化の基礎の上に成立し、一方が他方に特定の秘密を知っていることを証明することを可能にしますが、その秘密に関する情報を一切明らかにすることはありません。

例えば、アリスはレンタカー会社のスタッフである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。このような場合、"信用スコア"のような指標がゼロ知識証明の一つとして機能する。アリスは信用スコアを示すことで、具体的な財務情報を開示することなく自分の信用レベルを証明した。

ブロックチェーン分野において、ZK技術の典型的な応用は匿名暗号通貨です。例えば、ユーザーが送金を行う際、彼らは匿名性を保持しつつ、送金権限を持っていることを証明する必要があります。ZK証明は、マイナーがユーザーの身元を知らずに取引の合法性を検証できるようにし、取引記録をブロックチェーンに記録します。

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多者安全計算(MPC): "共同計算を行いながら漏えいを防ぐ"を実現する

多者安全計算技術が主に解決するのは: いかに多くの参加者がそれぞれの敏感情報を漏洩させることなく、安全に共同計算を行うかということです。

この技術は、複数の参加者が自分の入力データを明らかにすることなく、計算タスクを共同で完了できるようにします。例えば、三人が自分たちの平均給与を計算したいが、具体的な数字を互いに明かしたくない場合です。MPC技術を使えば、特定のアルゴリズムを通じてこの目的を達成できます。

暗号化通貨業界では、MPC技術がマルチシグウォレットの開発に応用されています。例えば、いくつかの取引プラットフォームが提供するMPCウォレットは、秘密鍵を複数の部分に分割し、それぞれをユーザーの携帯電話、クラウド、取引所に保存します。この方法は安全性を高めるだけでなく、復旧の便利さも増します。より高度なMPCウォレットは、秘密鍵の断片を保護するためにさらに多くの第三者を導入することもでき、安全性をさらに強化します。

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完全準同型暗号化 (FHE): 「暗号化状態での計算」の実装

全同態暗号化技術は、データを暗号化し、暗号化されたデータを信頼できない第三者に計算させることができ、計算結果が正しく復号化できるようにするという問題を解決することに焦点を当てています。

FHEシステムでは、データ所有者は原データを暗号化し、その後、暗号化されたデータを計算能力の高い第三者に処理を依頼します。第三者は原データの内容を知らないままで計算を完了し、最後にデータ所有者は真の結果を得るために解読できます。

FHEはクラウドコンピューティングと人工知能の分野で重要な応用があります。例えば、敏感な医療記録や個人の財務情報を処理する際に、FHEはデータが処理の全過程で暗号化された状態を維持することを保証し、データの安全性を保護し、プライバシー規制の要件を満たします。

ブロックチェーン分野では、FHE技術はPoSコンセンサスメカニズムの非中央集権化の程度を高めるために使用できます。FHEを通じて、小規模なPoSネットワークにおけるノード間の「コピー」行為を防ぎ、各ノードが独立して検証作業を行うことを確保します。同様に、非中央集権的なガバナンス投票においても、FHEは「票の追従」現象を防ぎ、より真の世論を反映することができます。

三つの技術の比較

これらの三つの技術はデータのプライバシーとセキュリティを保護することを目的としていますが、適用シーンと技術の複雑さには違いがあります：

1. アプリケーションシーン:
   • ZKは「どのように証明するか」を強調し、権限や身分を検証する必要があるシーンに適用されます。
   • MPCは「どのように計算するか」を強調し、複数の当事者が共同で計算する必要があるが、それぞれのデータプライバシーを保護しなければならないシナリオに適しています。
   • FHEは「どのように暗号化するか」を強調し、データが暗号化された状態を保持しつつ複雑な計算を行う必要があるシーンに適しています。

2.技術的な複雑さ:

• ZKの実装には深い数学とプログラミングスキルが必要です。
• MPCは参加者が多数いる場合、同期と通信の効率の問題に直面します。
• FHEは理論的には非常に魅力的ですが、実際のアプリケーションでは計算効率の大きな課題に直面しています。

これらの三つの暗号化技術はそれぞれ特徴があり、現代の暗号学の重要な柱を形成しており、データの安全性とプライバシー保護に強力な技術的サポートを提供しています。技術の継続的な発展と改善に伴い、これらはより広範な分野で重要な役割を果たし、デジタル世界の安全性とプライバシー保護の進展を推進するでしょう。

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