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ができる先進的な暗号化技術であり、プライバシーを保護しながらデータを処理します。FHE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潜在的な応用がありますが、現在のところ商業化には時間がかかる必要があります。主な問題は、その膨大な計算とメモリのコストにあります。

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根拠

FHEの核心は多項式を通じて原文情報を隠すことです。暗号化プロセスには、鍵多項式の選択、ランダム多項式の生成、そして小さな「誤差」多項式が含まれます。ノイズの増加問題に対処するために、FHEは以下の技術を採用しています:

• キーの切り替え: 圧縮された暗号文のサイズ
• モジュラス切り替え:ノイズ予算を減少させる
• Bootstrap:ノイズを元のレベルにリセット

現在の主流のFHEソリューションはブートストラップ技術を採用していますが、計算コストが非常に大きいです。

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課題

FHE計算のコストは通常の計算の数億倍です。アメリカのDARPAはDpriveプログラムを開始し、FHE計算の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。主に以下の点に取り組んでいます:

• プロセッサのワードサイズを大きくする
• ASICプロセッサを構築する
• MIMD並列アーキテクチャの構築

進展は遅いが、FHEは特に後量子時代において、センシティブなデータを保護する上で重要な意義を持っている。

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ブロックチェーンアプリケーション

FHEはブロックチェーンにおいて主にデータのプライバシー保護に使用され、適用分野には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などが含まれます。また、潜在的なMEVソリューションの1つとも見なされています。しかし、完全に暗号化された取引は新たな問題を引き起こす可能性もあります。

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主なプロジェクト

• Zama: TFHEソリューションに基づいて、比較的完全な開発スタックを構築しました。
• Octra: ハイパーグラフ技術を用いてブートストラップを実現し、新しいスマートコントラクト言語を構築しました

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見通し

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。しかし、より多くの資金と人材が流入し、FHEチップの実装が進むにつれて、防衛、金融、医療などの分野で深い変革をもたらすことが期待されています。FHEは非常に有望な技術として、未来に期待が持てます。

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