Сеть Ika: инфраструктура MPC с под-секундной задержкой

Новая сеть Ika, запущенная экосистемой Sui, является инновационной инфраструктурой, основанной на технологии многопартийных безопасных вычислений (MPC), основной особенностью которой является достижение отклика за доли секунды. Ika и Sui имеют высокую степень совместимости в базовом дизайне, таком как параллельная обработка и децентрализованная архитектура, и в будущем будут напрямую интегрированы в экосистему разработки Sui, предоставляя модуль кросс-цепочной безопасности, который можно подключить к Move смарт-контрактам.

Ключевые технологии Ika включают:

1. Улучшенный протокол подписи 2PC-MPC, который разбивает операцию подписи на процесс, в котором участвуют как пользователь, так и сеть.

2. Использование параллельных вычислений для разделения задач подписи на несколько подзадач, выполняемых одновременно, значительно увеличивает скорость.

3. Масштабная сеть с поддержкой участия тысяч узлов, каждый узел имеет только часть фрагмента ключа.

4. Кросс-цепное управление и абстракция цепи, позволяющие смарт-контрактам на других цепях напрямую управлять учетными записями в сети Ika.

Ika ожидается, что окажет следующее влияние на экосистему Sui:

1. Обеспечить возможность кросс-цепной интероперации, поддерживать подключение активов, таких как BTC, ETH, к сети Sui с низкой задержкой и высокой безопасностью.

2. Предоставление децентрализованного механизма хранения активов, который более гибок и безопасен, чем традиционное централизованное хранение.

3. Упрощение процесса кросс-цепочного взаимодействия, позволяющее контрактам на Sui напрямую управлять аккаунтами и активами других цепочек.

4. Обеспечить многосторонний механизм проверки для автоматизированных приложений ИИ, повышая безопасность и доверие к транзакциям.

Тем не менее, Ika также сталкивается с некоторыми проблемами:

1. В качестве "универсального стандарта" для межсетевой совместимости необходимо получить большее признание со стороны блокчейнов и проектов.

2. Проблема с невозможностью отзыва прав на подпись MPC все еще требует решения.

3. Зависимость от стабильности сети Sui и возможная необходимость корректировки в соответствии с обновлениями консенсуса Sui.

Сравнение технологий приватных вычислений

Проект FHE

Zama & Concrete:

• Универсальный компилятор на основе MLIR
• Использование стратегии "Многоуровневого бутстрэппинга"
• Поддержка "смешанного кодирования"
• Предоставление механизма "упаковки ключей"

Феникс:

• Оптимизация для EVM-инструкций
• Используйте "шифрованный виртуальный регистр"
• Дизайн модуля моста оффчейн оракулов

Проект TEE

Сеть Oasis:

• Введение концепции "слоистой доверенной основы"
• Используйте легковесный микроядер для изоляции подозрительных инструкций
• Интерфейс ParaTime использует бинарную сериализацию Cap'n Proto
• Разработка модуля "Устойчивые журналы" для предотвращения атак отката

ZKP проект

Ацтек:

• Интеграция технологии "инкрементальной рекурсии"
• Написание алгоритма параллельного глубокого поиска с использованием Rust
• Предоставляет оптимизацию полосы пропускания с помощью "режима легкого узла"

Проект MPC

Блокчейн Partisia:

• Расширение на основе протокола SPDZ
• Добавить "модуль предварительной обработки" для предгенерации тройок Beaver
• Использование gRPC для связи, шифровальный канал TLS 1.3
• Поддержка параллельной шардированной механики с динамическим балансировкой нагрузки

Сравнение технологий вычислений с учетом конфиденциальности

Обзор различных технологий

Полностью однородное шифрование ( FHE ):

• Позволяет выполнять произвольные вычисления с зашифрованными данными
• Обеспечение безопасности на основе сложных математических задач
• Высокие вычислительные затраты, производительность является основным узким местом

Доверенная исполняемая среда ( TEE ):

• Изолированная защищенная область памяти, предоставленная процессором
• Производительность близка к нативным вычислениям, с небольшими накладными расходами
• Зависимость от аппаратного доверия, существуют потенциальные риски

Многосторонние безопасные вычисления ( MPC ):

• Многосторонние вычисления совместно без раскрытия частных входных данных
• Нет единой точки отказа в аппаратном обеспечении, но требуется взаимодействие между несколькими сторонами
• Большие затраты на связь, подверженность влиянию сети

Доказательство с нулевым разглашением ( ZKP ):

• Проверка утверждений без раскрытия информации
• Реализовано на основе эллиптической кривой или хеш-функции
• Применяется для проверки, а не для вычисления

Сценарии технологической адаптации

Кросс-чейн подпись:

• MPC наиболее подходит, например, для паралл signatures в 2PC-MPC сети Ika
• TEE также можно реализовать, но существуют проблемы с аппаратным доверием
• Теория FHE осуществима, но затраты слишком велики.

DeFi мультиподписной кошелек/хранение:

• Основные MPC, такие как распределенная подпись Fireblocks
• TEE используется для аппаратных кошельков, но существует риск доверия
• FHE в основном используется для верхнего уровня логики конфиденциальности

ИИ и защита данных:

• Явные преимущества FHE, полностью зашифрованные вычисления
• MPC может быть использован для совместного обучения, но стоимость связи высока.
• TEE ограничен памятью, есть риск побочного канала

Техническая дифференциация

Производительность и задержка: FHE > ZKP > MPC > TEE( от высокого к низкому )

Предположение о доверии: FHE/ZKP > MPC > TEE( от слабого к сильному )

Масштабируемость: ZKP/MPC > FHE/TEE

Сложность интеграции: TEE < MPC < ZKP/FHE

FHE не является полностью превосходящим по сравнению с другими решениями

FHE, TEE, ZKP и MPC в практическом применении сталкиваются с "необходимыми тройными характеристиками: производительность, стоимость, безопасность". FHE теоретически обеспечивает наилучшую защиту конфиденциальности, но низкая производительность ограничивает его применение. TEE, MPC и ZKP более осуществимы в сценариях, чувствительных к времени и стоимости.

У различных технологий различные модели доверия и подходящие сценарии:

• ZKP подходит для проверки сложных вычислений вне цепи
• MPC подходит для совместного вычисления приватных состояний несколькими сторонами
• TEE стал зрелым на мобильных устройствах и в облачной среде
• FHE подходит для обработки крайне чувствительных данных

В будущем вычисления конфиденциальности могут быть дополнением и интеграцией различных технологий, таких как Nillion, MPC, FHE, TEE и ZKP. Выбор подходящей технологии должен зависеть от конкретных потребностей и компромиссов по производительности, создавая модульное решение.