FHE、ZK、MPC:3つの暗号化技術の比較

暗号学の分野では、全同態暗号(FHE)、ゼロ知識証明(ZK)、そして多者安全計算(MPC)の3つの重要な暗号技術があります。これらはすべてデータのプライバシーとセキュリティを保護することを目的としていますが、適用シーンや技術の複雑性において顕著な違いがあります。この3つの技術の特徴と応用について詳しく見ていきましょう。

! FHE対ZK対MPC、3つの暗号化技術の違いは正確には何ですか?

ゼロ知識証明 (ZK)

ZK技術の核心は「証明するが漏らさない」です。これにより、一方(証明者)は、他方(検証者)に対して、特定の主張の真実性を証明することができ、主張に関する具体的な情報を明らかにする必要がありません。

例を挙げてみましょう。アリスがレンタカー会社の社員ボブに自分の信用が良好であることを証明したいが、詳細な銀行取引明細を提供したくないとします。このような場合、銀行や決済ソフトウェアが提供する「信用スコア」は、一種のゼロ知識証明と見なすことができます。アリスは具体的なアカウント情報を示すことなく、自分の信用スコアが基準を満たしていることを証明できます。

ブロックチェーン分野では、ZK技術の応用が非常に広範囲にわたります。匿名暗号化通貨Zcashを例に挙げると、ユーザーが送金を行う際には、匿名性を保ちながら取引を完了するために十分なコインを所有していることを証明する必要があります。ZK証明を生成することによって、マイナーは取引の当事者の身元を知らなくても取引の合法性を検証し、ブロックチェーンに追加することができます。

! FHE対ZK対MPC、3つの暗号化技術の違いは正確には何ですか?

マルチパーティ・セキュア・コンピューティング・(MPC)

MPC技術が注目しているのは「どのように計算しながら漏洩しないか」です。これにより、複数の参加者が自分の入力データを明らかにすることなく、計算タスクを共同で完了することができます。

典型的なMPCアプリケーションのシナリオは、複数人の平均給与を計算することですが、各人の具体的な給与を漏らすことはありません。参加者は自分の給与をいくつかの部分に分け、他の人と一部のデータを交換できます。受け取ったデータを合計し、再度交換することで、最終的に平均値を得ることができますが、誰も他の人の正確な給与を知ることはできません。

暗号化通貨の分野では、MPC技術がより安全なウォレットソリューションの開発に使用されています。例えば、特定の取引プラットフォームが提供するMPCウォレットは、秘密鍵を複数の部分に分割し、それぞれをユーザーのスマートフォン、クラウド、および取引所に保存します。この方法は資産の安全性を高めており、ユーザーがスマートフォンを失っても、他の手段を通じてアクセス権を回復できます。

! FHE対ZK対MPC、3つの暗号化技術の違いは正確には何ですか?

完全準同型暗号化 (FHE)

FHE技術は「どのように暗号化して外注できるか」という問題を解決することに重点を置いています。これは、暗号化されたデータに対して計算を行うことを可能にし、事前に復号化する必要がありません。つまり、機密データは暗号化された状態で第三者に処理を委託でき、結果も正しく復号化されることが可能です。

実際のアプリケーションでは、FHEは十分な計算能力を持たない側(、例えばAlice)が暗号化されたデータを強力な計算能力を持つ第三者(、例えばBob)に処理させることを可能にします。Bobは元のデータの内容を知らないままで計算を完了し、最終的にAliceは真の結果を解読することができます。

FHEはクラウドコンピューティングや人工知能の分野で重要な応用があります。例えば、医療記録や個人財務情報などの敏感なデータを処理する際に、FHEはデータが処理の全過程で暗号化された状態を維持することを保証し、データの安全性を保護するだけでなく、プライバシー規制の要件にも適合します。

ブロックチェーン分野では、FHE技術は一部のPoS(権利証明)メカニズムの問題を解決するために使用できます。例えば、一部の小規模PoSネットワークでは、ノードが大ノードの検証結果に直接従う傾向があり、各取引を独立して検証することがありません。FHEを使用することで、ノードは他のノードの回答を知らずにブロック検証を完了でき、これによりコピー行為を防ぎ、ネットワークの非中央集権化を高めることができます。

同様に、投票システムにおいて、FHEは「投票の追跡」現象を防ぎ、各投票者の選択が他者に知られないようにしながら、最終結果を正確に計算することができます。

技術比較

これらの三つの技術はすべてデータのプライバシーとセキュリティを保護することを目的としていますが、適用シーンと技術の複雑性において違いがあります:

1. アプリケーションシーン:
   • ZKは、特定の主張の真実性を証明することに焦点を当て、具体的な情報を開示する必要はありません。
   • MPCは複数の当事者がそれぞれの入力を漏らすことなく共同で計算を行うことを許可します。
   • FHEは、データが暗号化された状態で複雑な計算を行うことを可能にします。

2.技術的な複雑さ:

• ZKの実装は非常に複雑で、深い数学的およびプログラミングスキルが必要です。
• MPCを実現するためには、特に多くの参加者がいる場合に、同期と通信効率の問題を解決する必要があります。
• FHEは理論的には非常に魅力的ですが、実際の応用では計算効率の大きな課題に直面しています。

この三つの暗号化技術は、現代のデータセキュリティとプライバシー保護の重要な基盤を形成しています。技術の継続的な発展と応用シーンの拡大に伴い、これらは個人のプライバシーを保護し、安全なデータ協力を促進する上でますます重要な役割を果たすでしょう。

! FHE対ZK対MPC、3つの暗号化技術の違いは正確には何ですか?