完全同型暗号化：ブロックチェーンのプライバシーとセキュリティの新たな最前線

完全同型暗号化（FHE）は、20世紀70年代に初めて提案されて以来、暗号化分野の重要な研究方向の一つである。その核心思想は、暗号化データを解読せずに計算を行うことである。2009年、クレイグ・ジェントリーの画期的な研究がFHEの実用化への道を切り開いた。

FHEは暗号化されたデータ上で任意の計算を実行できることを許可し、先に復号する必要はありません。これは、暗号文に対して操作を行うことができ、生成された暗号結果は平文に対する操作の結果と一致することを意味します。FHEの主な特徴には、加算と乗算の同型性、および無限回の操作をサポートする能力が含まれます。

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ブロックチェーン分野において、FHEはスケーラビリティとプライバシー保護の問題を解決するための重要な技術になることが期待されています。それは透明なブロックチェーンを部分的に暗号化された形式に変えることができ、同時にスマートコントラクトの制御を維持します。これにより、暗号化された支払い、ゲームなどのアプリケーションに新たな可能性が提供され、取引グラフの追跡可能性も保持されます。

FHEは、プライバシープロジェクトのユーザーエクスペリエンスを改善することもできます。たとえば、プライバシーメッセージ検索（OMR）を通じてウォレット同期の問題を解決します。FHE自体はスケーラビリティの問題を直接解決するわけではありませんが、ゼロ知識証明（ZKP）と組み合わせることで、ブロックチェーンに信頼できる計算メカニズムを提供する可能性があります。

FHEとZKPは相補的な技術であり、それぞれ異なる目的にサービスを提供します。ZKPは検証可能な計算とゼロ知識属性を提供し、FHEはデータを公開せずに計算を行うことを可能にします。両者を組み合わせると計算の複雑さが大幅に増加する可能性があるため、特定のユースケースを慎重に考慮する必要があります。

現在、FHEの発展はZKPに対して約3〜4年遅れていますが、急速に追いついています。第1世代のFHEプロジェクトはテストを開始しており、今年後半にはメインネットが立ち上がると予想されています。FHEの計算コストは依然としてZKPよりも高いですが、その大規模な採用の可能性は明らかになっています。

FHEが直面している主な課題には、計算効率と鍵管理が含まれます。ブートストラップ操作の計算集中性は、アルゴリズムの改善とエンジニアリングの最適化によって緩和されています。鍵管理の面では、一部のプロジェクトが単一障害点の問題を克服するために閾値鍵管理ソリューションを探求しています。

市場において、多くの企業がFHEソリューションの開発に積極的です。Zama、Sunscreen、Fhenixなどの企業はFHEツールやインフラの開発に注力しています。Inco NetworkやMind NetworkなどのプロジェクトはFHEをブロックチェーンやWeb3分野に応用することに取り組んでいます。これらの企業はすでに多くのベンチャーキャピタルを引き寄せており、市場がFHEの潜在能力を認識していることを反映しています。

未来を見据えると、FHEは今後3年から5年の間に顕著な進展を遂げることが期待されています。理論、ソフトウェア、ハードウェア、アルゴリズムの継続的な改善に伴い、FHEはますます実用的になるでしょう。データのプライバシーとセキュリティの風景を根本的に変える可能性があり、ブロックチェーン、人工知能、その他のデジタル分野に革命的な変革をもたらすでしょう。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用