FHE、ZK、およびMPC技術の比較：3つの暗号化技術にはそれぞれの強みがあります

現代のデジタル時代において、データの安全性とプライバシー保護はますます重要になっています。完全同型暗号化（FHE）、ゼロ知識証明（ZK）、およびマルチパーティ計算（MPC）は、三つの先進的な暗号化技術として、それぞれ異なるシーンで重要な役割を果たしています。本稿では、これら三つの技術を詳細に比較し、その動作原理とブロックチェーン分野での応用について探ります。

! 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?

ゼロ知識証明（ZK）：証明しながら漏らさない

ゼロ知識証明技術は、具体的な内容を漏らすことなく情報の真実性を検証する方法を解決することを目的としています。それは暗号学の基礎の上に構築されており、一方（証明者）が他方（検証者）に特定の秘密を知っていることを証明することを許可しますが、その秘密に関する情報は一切明かす必要がありません。

例えば、誰かがレンタカー会社に自分の信用状況が良好であることを証明する必要があるが、詳細な銀行取引明細を提供したくないとします。この場合、銀行や決済ソフトウェアが提供する「信用スコア」のようなものが、ゼロ知識証明の一種として機能します。顧客は具体的なアカウント情報を示さずに、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において、ZK技術の応用は匿名コインプロジェクトを参考にすることができます。ユーザーが送金を行う際には、匿名性を保持しつつ、二重支払いの問題を防ぐために送金権限を持っ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、マイナーは取引の発起者の身元を知らなくても取引の合法性を検証し、それをブロックチェーンに記録することができます。

マルチパーティセキュアコンピュテーション（MPC）：協力計算は漏洩しない

マルチパーティーセキュアコンピューティング技術は、機密情報を漏らすことなく、複数の当事者が共同で計算を行う方法を解決するために主に使用されます。これにより、複数の参加者が自分の入力データを開示することなく、計算タスクを共同で完了することが可能です。

例えば、三人が自分たちの平均給与を計算したいが、具体的な金額をお互いに知らせたくない場合。MPC技術を使用すると、各自は自分の給与を三つの部分に分割し、そのうちの二つを他の二人に渡します。次に、各自は受け取った数字を合計し、その合計結果を共有します。最後に、三人はこの三つの合計結果をさらに合計して平均値を得ることができますが、他人の具体的な給与額を知ることはできません。

暗号化通貨業界では、MPC技術がより安全なウォレットシステムの設計に応用されています。一部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、それぞれユーザーのスマートフォン、クラウド、取引所に保存します。ユーザーがうっかりスマートフォンを失くしても、他の部分を通じて秘密鍵を復元することができます。この方法は資産の安全性を高めると同時に、ユーザー体験を簡素化します。

完全同型暗号化（FHE）：暗号化されたアウトソーシング計算

全同態暗号化技術は、データのプライバシーを保護しながら、第三者が暗号化データに対して計算を行うことを許可する方法を解決しました。これにより、データの所有者は暗号化された敏感な情報を信頼できない第三者に処理を委ねることができ、後者は元のデータの内容を知ることができません。

実際のアプリケーションでは、FHE技術を使用することでデータ所有者は元のデータを特別な暗号化処理を行い、その後、第三者の強力な計算能力を利用してこれらの暗号化データを計算し、最後にデータ所有者自身が解読して真の結果を得ることができます。このプロセス全体を通じて、第三者は元のデータに関する情報を知ることはできません。

FHE技術は、クラウドコンピューティング環境でのセンシティブデータの処理において特に重要です。例えば、医療記録や個人の財務情報を処理する際、FHEはデータが処理の過程で常に暗号化された状態を維持できることを保証し、データの安全を確保するとともに、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において、FHE技術はPoS（プルーフ・オブ・ステーク）メカニズムや投票システムの改善に応用できます。例えば、FHE技術を使用することで、PoSノードが互いに検証結果をコピーするのを防いだり、投票プロセスでの追随投票の状況を避けることができます。これにより、ブロックチェーンネットワークの分散化の程度と意思決定の真実性が向上します。

技術比較まとめ

ZK、MPC、FHE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指していますが、適用シーンと技術の複雑性には違いがあります。

1. アプリケーションシーン：
   • ZKは「どのように証明するか」に重点を置いており、権限や身分を検証する必要がある場面に適しています。
   • MPCは「どのように計算するか」に焦点を当てており、複数の当事者が共同で計算を行う必要があるが、それぞれのデータプライバシーを保護する必要がある状況に適しています。
   • FHEは「どうやって暗号化するか」に注目しており、特にデータの暗号化状態を維持しながら複雑な計算を行う必要があるクラウドコンピューティングやAIサービスに適しています。

2.技術的な複雑さ:

• ZK理論は強力ですが、実装が複雑で、深い数学とプログラミングの基礎が必要です。
• MPCの実施時には、特に複数の当事者が関与する場合に、同期と通信の効率性の問題を解決する必要があります。
• FHEは計算効率に巨大な課題を抱えており、理論的には非常に魅力的ですが、実際のアプリケーションでは高い計算複雑性と時間コストの問題が依然として存在します。

! 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?

デジタル化の進展に伴い、これらの暗号化技術は私たちのデータの安全性と個人のプライバシーを保護する上でますます重要な役割を果たすことになるでしょう。これらの技術を理解し、正しく適用することは、より安全で信頼できるデジタル世界を構築するために不可欠です。

! 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?

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