Jaringan Ika: Inovasi MPC sub-detik di ekosistem Sui

I. Gambaran Umum dan Penempatan Jaringan Ika

Jaringan Ika adalah infrastruktur inovatif yang berbasis pada teknologi komputasi aman multi-pihak (MPC), yang didukung secara strategis oleh Yayasan Sui. Ciri paling menonjolnya adalah kecepatan respons sub-detik, yang merupakan yang pertama dalam solusi MPC. Ika sangat cocok dengan blockchain Sui dalam desain dasar seperti pemrosesan paralel dan arsitektur terdesentralisasi, dan di masa depan akan langsung diintegrasikan ke dalam ekosistem pengembangan Sui, menyediakan modul keamanan lintas rantai yang dapat dipasang dan digunakan untuk kontrak pintar Sui Move.

Dari sudut pandang fungsi, Ika sedang membangun lapisan verifikasi keamanan yang baru: baik sebagai protokol tanda tangan khusus untuk ekosistem Sui, maupun untuk memberikan solusi lintas rantai yang terstandarisasi untuk seluruh industri. Desain bertingkatnya mempertimbangkan fleksibilitas protokol dan kemudahan pengembangan, dan diharapkan dapat menjadi kasus praktik penting bagi penerapan teknologi MPC secara besar-besaran di berbagai skenario rantai.

1.1 Analisis Teknologi Inti

Implementasi teknologi jaringan Ika berfokus pada tanda tangan terdistribusi berkinerja tinggi, dengan inovasi yang terletak pada penggunaan protokol tanda tangan ambang 2PC-MPC yang dipadukan dengan eksekusi paralel Sui dan konsensus DAG, yang memungkinkan kemampuan tanda tangan sub-detik yang sebenarnya dan keterlibatan node terdesentralisasi dalam skala besar. Ika menciptakan jaringan tanda tangan multi-pihak yang memenuhi kebutuhan kinerja sangat tinggi dan keamanan yang ketat melalui protokol 2PC-MPC, tanda tangan terdistribusi paralel, dan integrasi erat dengan struktur konsensus Sui. Inovasi inti terletak pada pengenalan komunikasi siaran dan pemrosesan paralel ke dalam protokol tanda tangan ambang.

Protokol Tanda Tangan 2PC-MPC: Ika menggunakan skema MPC dua pihak yang ditingkatkan, membagi operasi tanda tangan kunci pribadi pengguna menjadi proses yang melibatkan "pengguna" dan "Jaringan Ika". Menggunakan mode siaran sebagai pengganti komunikasi antar node, sehingga biaya komunikasi perhitungan pengguna tetap pada tingkat konstan, tidak tergantung pada ukuran jaringan, dan menjaga latensi tanda tangan dalam tingkat sub-detik.

Pemrosesan Paralel: Ika memanfaatkan komputasi paralel, membagi operasi tanda tangan tunggal menjadi beberapa sub-tugas yang dijalankan secara bersamaan di antara node, secara signifikan meningkatkan kecepatan. Dengan menggabungkan model paralel objek Sui, jaringan tidak perlu mencapai konsensus urutan global untuk setiap transaksi, memungkinkan pemrosesan banyak transaksi secara bersamaan, meningkatkan throughput dan mengurangi latensi.

Jaringan Node Skala Besar: Ika dapat diperluas hingga ribuan node yang berpartisipasi dalam tanda tangan. Setiap node hanya memegang sebagian dari potongan kunci, bahkan jika sebagian node disusupi, kunci privat tidak dapat dipulihkan secara independen. Tanda tangan yang valid hanya dapat dihasilkan ketika pengguna dan node jaringan berpartisipasi bersama, tidak ada pihak tunggal yang dapat beroperasi secara independen atau memalsukan tanda tangan.

Kontrol Lintas Rantai dan Abstraksi Rantai: Ika memungkinkan kontrak pintar di rantai lain untuk langsung mengontrol akun di jaringan Ika (dWallet). Ika mencapai ini dengan menerapkan klien ringan dari rantai terkait di jaringan mereka sendiri. Saat ini, bukti status Sui telah diimplementasikan terlebih dahulu, sehingga kontrak di Sui dapat menyematkan dWallet sebagai komponen dalam logika bisnis dan menyelesaikan tanda tangan dan operasi aset dari rantai lain melalui jaringan Ika.

1.2 Potensi dampak Ika terhadap ekosistem Sui

Ika mungkin akan memperluas batas kemampuan blockchain Sui setelah diluncurkan, dan memberikan dukungan untuk infrastruktur seluruh ekosistem Sui:

1. Kemampuan interoperabilitas lintas rantai: Jaringan MPC Ika mendukung akses aset on-chain seperti Bitcoin, Ethereum ke jaringan Sui dengan latensi rendah dan keamanan tinggi, memungkinkan operasi DeFi lintas rantai dan meningkatkan daya saing Sui.

2. Penitipan aset terdesentralisasi: Pengguna dan institusi dapat mengelola aset di blockchain melalui metode tanda tangan multi-pihak, yang lebih fleksibel dan aman dibandingkan penitipan terpusat tradisional.

3. Abstraksi Rantai: Kontrak pintar di Sui dapat langsung mengoperasikan akun dan aset di rantai lain, menyederhanakan proses interaksi lintas rantai.

4. Akses Bitcoin Asli: Memungkinkan BTC untuk berpartisipasi langsung dalam DeFi dan operasi kustodian di Sui.

5. Keamanan Aplikasi AI: Menyediakan mekanisme verifikasi multi-pihak untuk aplikasi otomatisasi AI, menghindari operasi aset yang tidak sah, serta meningkatkan keamanan dan kredibilitas transaksi yang dieksekusi oleh AI.

1.3 Tantangan yang dihadapi Ika

1. Standarisasi lintas rantai: perlu menarik lebih banyak blockchain dan proyek untuk diterima, mencari keseimbangan antara desentralisasi dan kinerja.

2. Keamanan MPC: Mekanisme pencabutan izin tanda tangan dan penggantian node perlu diperbaiki.

3. Ketergantungan Jaringan: Bergantung pada stabilitas jaringan Sui dan kondisi jaringan itu sendiri, harus beradaptasi dengan kemungkinan peningkatan besar Sui di masa depan.

4. Masalah Potensial Konsensus DAG: dapat menyebabkan kompleksitas jalur jaringan, kesulitan dalam pengurutan transaksi, dan ketergantungan yang kuat pada pengguna aktif.

Dua, Perbandingan Proyek Berdasarkan FHE, TEE, ZKP, atau MPC

2.1 FHE

Zama & Concrete:

• Compiler umum berbasis MLIR
• Strategi Bootstrapping Berlapis
• Dukungan pengkodean campuran
• Mekanisme Pengemasan Kunci

Fhenix:

• Optimasi untuk set instruksi EVM Ethereum
• Desain Pendaftaran Virtual Cipher
• Modul Jembatan Oracle Off-Chain
• Fokus pada kompatibilitas EVM dan integrasi kontrak on-chain yang mulus

2.2 TEE

Jaringan Oasis:

• Konsep akar tepercaya bertingkat
• Antarmuka ParaTime menggunakan serialisasi biner Cap'n Proto
• Modul Log Tahan Lama

2.3 ZKP

Aztec:

• Teknologi kompilasi Noir
• Teknologi Rekursi Inkremental
• Algoritma pencarian mendalam paralel
• Mode Node Ringan

2.4 MPC

Partisia Blockchain:

• Ekspansi berdasarkan protokol SPDZ
• Modul pra-pemrosesan menghasilkan triplet Beaver
• Komunikasi gRPC, saluran enkripsi TLS 1.3
• Mekanisme pemecahan paralel dengan penyeimbangan beban dinamis

Tiga, Perhitungan Privasi FHE, TEE, ZKP dan MPC

3.1 Ringkasan berbagai skema perhitungan privasi

Enkripsi Homomorfik Penuh ( FHE ):

• Memungkinkan perhitungan apa pun dilakukan dalam keadaan terenkripsi
• Menjamin keamanan berdasarkan masalah matematika yang kompleks
• Biaya komputasi tinggi, kinerja masih perlu ditingkatkan

Lingkungan Eksekusi Tepercaya ( TEE ):

• Modul perangkat keras tepercaya yang disediakan oleh prosesor
• Kinerja mendekati komputasi asli, dengan biaya yang kecil
• Bergantung pada implementasi perangkat keras dan firmware vendor, ada risiko potensial

Perhitungan keamanan multi-pihak ( MPC ):

• Memungkinkan beberapa pihak untuk melakukan perhitungan bersama tanpa mengungkapkan input pribadi
• Tanpa perangkat keras titik tunggal kepercayaan, tetapi memerlukan interaksi multi pihak
• Biaya komunikasi besar, terpengaruh oleh batasan jaringan

Zero-knowledge proof ( ZKP ):

• Memverifikasi pernyataan sebagai benar tanpa mengungkapkan informasi tambahan
• Implementasi khas termasuk zk-SNARK dan zk-STAR

3.2 FHE, TEE, ZKP, dan skenario adaptasi MPC

Tanda Tangan Lintas Rantai:

• MPC berlaku untuk kolaborasi multi-pihak, menghindari eksposur kunci pribadi tunggal
• TEE dapat menjalankan logika tanda tangan melalui chip SGX, cepat tetapi ada masalah kepercayaan perangkat keras
• FHE tidak memiliki keunggulan dalam skenario ini

Skenario DeFi:

• MPC cocok untuk dompet multisignature, brankas asuransi, dan kustodian institusi
• TEE dapat digunakan untuk layanan dompet keras atau dompet cloud
• FHE utamanya digunakan untuk melindungi rincian transaksi dan logika kontrak

AI dan privasi data:

• FHE memiliki keuntungan yang jelas, dapat mewujudkan pemrosesan data terenkripsi sepanjang proses.
• MPC dapat digunakan untuk pembelajaran bersama, tetapi terdapat biaya komunikasi dan masalah sinkronisasi.
• TEE dapat menjalankan model di lingkungan yang dilindungi secara langsung, tetapi ada batasan memori dan risiko serangan saluran samping.

3.3 Perbedaan berbagai skema

Kinerja dan Latensi:

• FHE memiliki latensi yang cukup tinggi
• TEE penundaan terendah
• Penundaan bukti batch ZKP dapat dikendalikan
• MPC memiliki keterlambatan sedang hingga rendah, sangat dipengaruhi oleh jaringan

Asumsi Kepercayaan:

• FHE dan ZKP didasarkan pada masalah matematika, tidak perlu mempercayai pihak ketiga
• TEE bergantung pada perangkat keras dan vendor
• MPC bergantung pada model semi-jujur atau setidaknya t yang abnormal

Skalabilitas:

• ZKP Rollup dan MPC Sharding mendukung penskalaan horizontal
• Perlu mempertimbangkan sumber daya komputasi dan penyediaan node perangkat keras untuk perluasan FHE dan TEE

Tingkat integrasi:

• TEE memiliki ambang batas masuk terendah
• ZKP dan FHE memerlukan sirkuit khusus dan proses kompilasi
• MPC membutuhkan integrasi stack protokol dan komunikasi antar node

Empat, Pandangan Pasar dan Tren Integrasi Teknologi

Berbagai teknologi perhitungan privasi memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, pemilihan harus didasarkan pada kebutuhan aplikasi spesifik dan pertimbangan kinerja. Tren di masa depan mungkin adalah saling melengkapi dan mengintegrasikan berbagai teknologi, membangun solusi modular. Contohnya:

• Ika(MPC) dan ZKP saling melengkapi: Ika menyediakan kontrol aset terdesentralisasi, ZKP memverifikasi keabsahan interaksi lintas rantai.
• Nillion menggabungkan MPC, FHE, TEE, dan ZKP, menyeimbangkan keamanan, biaya, dan kinerja

Ekosistem komputasi privasi akan cenderung menggunakan kombinasi komponen teknologi yang paling sesuai untuk membangun solusi kustom yang ditargetkan untuk berbagai skenario.