Mạng Ika: Cơ sở hạ tầng MPC cấp độ mili giây

Mạng Ika mới được ra mắt trong hệ sinh thái Sui là một cơ sở hạ tầng đổi mới dựa trên công nghệ tính toán an toàn đa bên (MPC), với đặc điểm nổi bật nhất là đạt được tốc độ phản hồi dưới 1 giây. Ika và Sui rất phù hợp trong các thiết kế cơ sở hạ tầng như xử lý song song, kiến trúc phi tập trung, trong tương lai sẽ được tích hợp trực tiếp vào hệ sinh thái phát triển Sui, cung cấp mô-đun bảo mật chuỗi chéo cắm và chạy cho hợp đồng thông minh Move.

Công nghệ cốt lõi của Ika bao gồm:

1. Giao thức chữ ký 2PC-MPC cải tiến, phân chia thao tác ký thành quá trình mà người dùng và mạng cùng tham gia.

2. Sử dụng tính toán song song để chia nhỏ nhiệm vụ ký thành nhiều nhiệm vụ con thực hiện đồng thời, tăng tốc độ đáng kể.

3. Mạng lưới quy mô lớn hỗ trợ hàng nghìn nút tham gia, mỗi nút chỉ nắm giữ một phần của mảnh khóa.

4. Kiểm soát chuỗi chéo và trừu tượng chuỗi, cho phép hợp đồng thông minh trên các chuỗi khác trực tiếp kiểm soát tài khoản trong mạng Ika.

Ika có khả năng mang lại những ảnh hưởng sau cho hệ sinh thái Sui:

1. Cung cấp khả năng tương tác đa chuỗi, hỗ trợ kết nối các tài sản như BTC, ETH vào mạng Sui với độ trễ thấp và độ an toàn cao.

2. Cung cấp cơ chế lưu ký tài sản phi tập trung, linh hoạt và an toàn hơn so với lưu ký tập trung truyền thống.

3. Đơn giản hóa quy trình tương tác đa chuỗi, cho phép hợp đồng trên Sui có thể trực tiếp thao tác với tài khoản và tài sản của các chuỗi khác.

4. Cung cấp cơ chế xác thực đa bên cho các ứng dụng tự động hóa AI, nâng cao tính an toàn và độ tin cậy của giao dịch.

Tuy nhiên, Ika cũng phải đối mặt với một số thách thức:

1. Là một "tiêu chuẩn chung" cho khả năng tương tác giữa các chuỗi, nó cần được công nhận bởi nhiều blockchain và dự án hơn.

2. Vấn đề quyền ký MPC khó bị thu hồi vẫn cần được giải quyết.

3. Sự phụ thuộc vào sự ổn định của mạng Sui, và có thể cần phải điều chỉnh theo các bản nâng cấp đồng thuận của Sui.

So sánh công nghệ tính toán riêng tư

Dự án FHE

Zama & Concrete:

• Bộ biên dịch chung dựa trên MLIR
• Áp dụng chiến lược "Bootstrapping theo lớp"
• Hỗ trợ "mã hóa hỗn hợp"
• Cung cấp cơ chế "đóng gói khóa"

Fhenix:

• Tối ưu hóa cho tập lệnh EVM
• Sử dụng "đăng ký ảo mã hóa"
• Thiết kế mô-đun cầu nối oracle ngoại tuyến

Dự án TEE

Mạng lưới Oasis:

• Giới thiệu khái niệm "gốc tin cậy phân lớp"
• Sử dụng vi nhân nhẹ để cách ly các lệnh khả nghi
• Giao diện ParaTime sử dụng tuần tự hóa nhị phân Cap'n Proto
• Phát triển mô-đun "Nhật ký bền bỉ" để ngăn chặn các cuộc tấn công quay ngược.

Dự án ZKP

Aztec:

• Tích hợp công nghệ "đệ quy gia tăng"
• Viết thuật toán tìm kiếm sâu song song bằng Rust
• Cung cấp "chế độ nút nhẹ" tối ưu hóa băng thông

Dự án MPC

Partisia Blockchain:

• Mở rộng dựa trên giao thức SPDZ
• Tăng cường "mô-đun tiền xử lý" để tạo sẵn bộ ba Beaver
• Sử dụng giao tiếp gRPC, kênh mã hóa TLS 1.3
• Cơ chế phân mảnh song song hỗ trợ cân bằng tải động

So sánh công nghệ tính toán riêng tư

Tổng quan về các công nghệ khác nhau

Toán học đồng nhất (FHE):

• Cho phép thực hiện các phép toán tùy ý trên dữ liệu mã hóa
• Đảm bảo an toàn dựa trên các bài toán toán học phức tạp
• Chi phí tính toán lớn, hiệu suất là nút thắt chính

Môi trường thực thi đáng tin cậy(TEE):

• Khu vực bộ nhớ an toàn được cách ly do bộ xử lý cung cấp
• Hiệu suất gần với tính toán gốc, chi phí thấp
• Dựa vào niềm tin vào phần cứng, có rủi ro tiềm ẩn

Đa phương an toàn tính toán ( MPC ):

• Nhiều bên cùng tính toán mà không tiết lộ đầu vào riêng.
• Không có phần cứng không có điểm tin cậy đơn, nhưng cần tương tác nhiều bên
• Chi phí truyền thông lớn, bị ảnh hưởng bởi mạng

Bằng chứng không kiến thức (ZKP):

• Xác minh tuyên bố mà không tiết lộ thông tin
• Được thực hiện dựa trên đường cong elip hoặc hàm băm
• Được sử dụng để xác minh chứ không phải tính toán

Tình huống thích ứng công nghệ

Chữ ký chuỗi chéo:

• MPC phù hợp nhất, như chữ ký song song 2PC-MPC của mạng Ika
• TEE cũng có thể được thực hiện, nhưng có vấn đề về niềm tin vào phần cứng
• Lý thuyết FHE khả thi nhưng chi phí quá cao

Ví đa chữ ký DeFi / Quản lý:

• MPC chính thống, như chữ ký phân tán Fireblocks
• TEE được sử dụng cho ví phần cứng, nhưng có rủi ro về lòng tin
• FHE chủ yếu được sử dụng cho logic bảo mật cấp cao

AI và quyền riêng tư dữ liệu:

• FHE có lợi thế rõ ràng, tính toán mã hóa toàn bộ quá trình
• MPC có thể được sử dụng cho học tập hợp tác, nhưng chi phí giao tiếp cao
• TEE bị giới hạn bộ nhớ, có rủi ro kênh bên.

Sự khác biệt về công nghệ

Hiệu suất và độ trễ: FHE > ZKP > MPC > TEE( từ cao đến thấp )

Giả thuyết niềm tin: FHE/ZKP > MPC > TEE( từ yếu đến mạnh)

Khả năng mở rộng: ZKP/MPC > FHE/TEE

Độ khó tích hợp: TEE < MPC < ZKP/FHE

FHE không hoàn toàn vượt trội hơn các giải pháp khác

FHE, TEE, ZKP và MPC trong ứng dụng thực tế tồn tại "hiệu suất, chi phí, an toàn" là một tam giác bất khả thi. FHE về lý thuyết có khả năng bảo vệ quyền riêng tư mạnh nhất, nhưng hiệu suất kém đã hạn chế ứng dụng. TEE, MPC và ZKP có tính khả thi hơn trong các tình huống nhạy cảm về thời gian và chi phí.

Các công nghệ có các mô hình tin cậy và bối cảnh áp dụng khác nhau:

• ZKP phù hợp để xác minh các phép toán phức tạp ngoài chuỗi
• MPC phù hợp với việc chia sẻ tính toán trạng thái riêng tư giữa nhiều bên
• TEE đã trưởng thành trên nền tảng di động và môi trường đám mây
• FHE phù hợp với việc xử lý dữ liệu cực kỳ nhạy cảm

Tính toán bảo mật trong tương lai có thể là sự kết hợp và tích hợp của nhiều công nghệ khác nhau, chẳng hạn như Nillion kết hợp MPC, FHE, TEE và ZKP. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp nên dựa trên nhu cầu cụ thể và sự cân nhắc hiệu suất, xây dựng giải pháp mô-đun.