Suiエコシステムのサブミリ秒MPCネットワークIkaの解析とプライバシー計算技術の比較

一、Ikaネットワークの概要と位置づけ

Ikaネットワークは、Sui財団によって戦略的に支援される革新的なインフラであり、マルチパーティ計算(MPC)技術に基づいています。その最も顕著な特徴は、MPCソリューションでは初めての秒未満の応答速度です。Ikaは、並列処理や分散型アーキテクチャなどの基盤設計においてSuiと高い互換性を持ち、将来的にはSuiの開発エコシステムに直接統合され、Sui Moveスマートコントラクトに即挿入可能なクロスチェーンセキュリティモジュールを提供します。

Ikaは新しいタイプの安全検証層を構築しており、Suiエコシステム専用の署名プロトコルとして機能し、業界全体に標準化されたクロスチェーンソリューションを提供します。その層別設計はプロトコルの柔軟性と開発の利便性を考慮しており、MPC技術が多チェーンシーンに大規模に適用される重要な実践例となることが期待されています。

1.1 コア技術の解析

Ikaネットワークの技術実現は、高性能分散署名を中心に展開されており、革新点は2PC-MPC閾値署名プロトコルを利用し、Suiの並列実行とDAGコンセンサスを組み合わせることで、真のミリ秒単位の署名能力と大規模な分散ノードの参加を実現しています。コア機能には次のものが含まれます:

• 2PC-MPC署名プロトコル: 改良された二者MPC方式を採用し、ユーザーの秘密鍵署名操作を「ユーザー」と「Ikaネットワーク」の二つの役割が共同で参加するプロセスに分解しています。

• 並行処理: 並行計算を利用して単一の署名操作を複数の並行サブタスクに分解し、Suiのオブジェクト並行モデルを組み合わせることで速度を大幅に向上させます。

• 大規模ノードネットワーク:数千のノードが署名に参加できるようにスケーラブルで、各ノードは鍵の断片の一部のみを保持します。

• クロスチェーン制御とチェーンの抽象化: 他のチェーン上のスマートコントラクトがIkaネットワーク内のアカウント(dWallet)を直接制御できるようにします。

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1.2 IkaがSuiエコシステムに与える影響

Ikaがオンラインになることで、Suiブロックチェーンの能力の境界を拡張し、エコシステムインフラストラクチャのサポートを提供する可能性があります:

• Suiにクロスチェーン相互運用能力をもたらし、BTC、ETHなどの資産を低遅延、高セキュリティでSuiネットワークに接続します。

• 分散型ホスティングメカニズムを提供し、ユーザーと機関はマルチシグネチャ方式でチェーン上の資産を管理できます。

• クロスチェーンインタラクションプロセスを簡素化し、Sui上のスマートコントラクトが他のチェーンのアカウントや資産を直接操作できるようにします。

• AI自動化アプリケーションに対して多層的な検証メカニズムを提供し、AIによる取引の安全性と信頼性を向上させます。

1.3 Ikaが直面している課題

• より多くのブロックチェーンとプロジェクトの受け入れが必要であり、クロスチェーン相互運用の「普遍的な標準」となる。

• MPCソリューションには署名権限の撤回が難しいなどの問題が存在し、ノードの安全な交換メカニズムを改善する必要があります。

• Suiネットワークの安定性に依存しており、将来的なSuiの重要なアップグレードにはIkaが適応する必要があるかもしれません。

• ミスティケティのコンセンサスは高い同時実行と低コストをサポートしていますが、ネットワークパスがより複雑になり、新しい順序付けとセキュリティの問題を引き起こす可能性があります。

二、FHE、TEE、ZKP、またはMPCに基づくプロジェクトの比較

2.1 FHEの

ザマ & コンクリート:

• MLIRに基づく汎用コンパイラ
• "階層的ブートストラッピング"戦略は単一遅延を減少させる
• "ハイブリッドコーディング"をサポートし、パフォーマンスと並列性の両方を兼ね備えています。
• "キー包装"メカニズムは通信コストを削減します

フェニックス:

• イーサリアムEVM命令セットの最適化
• "暗号仮想レジスタ"を使用する
• オフチェーンオラクルブリッジモジュール

2.2ティー

オアシスネットワーク:

• "階層的信頼できるルート"の概念を導入
• ParaTimeインターフェースはCap'n Protoバイナリシリアライズを使用します
• "耐久性ログ"モジュールを開発してリプレイ攻撃を防ぐ

2.3 ZKPの

アステカ:

• "インクリメンタルリカーシブ"技術を統合して複数のトランザクション証明をパッケージ化
• Rustによる並列深さ優先探索アルゴリズム
• "ライトノードモード"により帯域幅を最適化する

2.4 MPCの

パーティシアブロックチェーン:

• SPDZプロトコルの拡張に基づいて、「前処理モジュール」を追加
• ノードはgRPC通信とTLS 1.3暗号化チャネルを介して相互作用します
• 動的負荷分散をサポートする並列シャーディングメカニズム

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3. プライバシー保護コンピューティング FHE、TEE、ZKP、MPC

3.1 異なるプライバシー計算スキームの概要

完全準同型暗号化(FHE):

• 暗号化された状態で任意の計算が可能
• 複雑な数学の問題に基づいて安全性を保証する
• 計算コストが高く、性能はまだ向上の余地があります

信頼できる実行環境 (TEE):

• プロセッサが提供する信頼できるハードウェアモジュール
• ネイティブコンピューティングに近いパフォーマンスで、わずかなオーバーヘッドのみ
• 潜在的なバックドアやサイドチャネルのリスクが存在します

マルチパーティー安全計算(MPC):

• プライベートな入力を明らかにすることなく、複数の当事者が共同で計算を行うことを許可する
• 単一の信頼できるハードウェアはありませんが、多くの相互作用が必要です
• 通信コストが高く、ネットワークの遅延と帯域幅の制限を受ける

ゼロ知識証明(ZKP):

• 追加情報を漏らさず、声明が真実であることを確認する
• 一般的な実装には、zk-SNARKとzk-STARKが含まれます

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3.2 FHE、TEE、ZKP、および MPC の適応シナリオ

クロスチェーン署名:

• MPCは多者協力に適用され、単一の秘密鍵の露出を避けます。
• TEEはSGXチップを介して署名ロジックを実行でき、高速ですがハードウェアの信頼性に問題があります
• FHEはこのシーンでの使用が少ない

DeFiシナリオ:

• MPCはマルチシグウォレット、金庫保険、機関型保管に適しています。
• TEEはハードウェアウォレットまたはクラウドウォレットサービスに使用されます
• FHEは主に取引の詳細と契約のロジックを保護するために使用されます

AIとデータプライバシー:

• FHEの利点は明らかで、全過程の暗号計算を実現できます
• MPCは共同学習に使用できますが、通信コストと同期の問題に直面しています。
• TEEは保護された環境でモデルを直接実行できますが、メモリ制限などの問題があります。

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3.3 異なるプランの違い

性能とレイテンシ:

• FHEは遅延が高いですが、最強のデータ保護を提供します
• TEE のレイテンシが最も低く、通常の実行に近い
• ZKPはバッチ証明の遅延を制御可能です
• MPCの遅延は中低で、ネットワーク通信の影響を大きく受けます。

信頼仮説:

• FHEとZKPは数学的問題に基づいており、第三者を信頼する必要はありません。
• TEEはハードウェアとメーカーに依存します
• MPCは半誠実または最大t異常モデルに依存します

スケーラビリティ:

• ZKPロールアップとMPCシャーディングは水平スケーラビリティをサポートしています
• FHEおよびTEEの拡張には、計算リソースとハードウェアノードの供給を考慮する必要があります

統合の難しさ:

• TEEのエントリーしきい値が最も低い
• ZKPとFHEには専用回路とコンパイルプロセスが必要です
• MPCはプロトコルスタックの統合とノード間通信を必要とします

第四に、FHE、TEE、ZKP、MPC技術ゲーム

各技術が実際のユースケースを解決する際には、「性能、コスト、安全性」のトリレンマ問題が存在します。FHEは理論的にはプライバシー保護が強いですが、性能の低さが応用を制約しています。TEE、MPC、またはZKPは、リアルタイム性やコストに敏感なシナリオでより実行可能性があります。

異なるプライバシーツールにはそれぞれ利点と限界があり、"一刀両断"の最適な解決策は存在しません。ZKPはオンチェーンの複雑な計算検証に適しており、MPCは複数の関係者によるプライベートステートの共有計算に適しています。TEEはモバイル端末とクラウド環境で成熟しており、FHEは非常に敏感なデータ処理に適しています。

未来のプライバシー計算エコシステムは、技術コンポーネントの組み合わせに傾く可能性があり、モジュール式ソリューションを構築します。NillionはMPC、FHE、TEE、ZKPを融合させ、安全性、コスト、性能のバランスを達成します。どの技術を選択するかは、アプリケーションの要求と性能のトレードオフによって決まるべきです。

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