マルチパーティ計算（MPC）とその役割とは何ですか？

マルチパーティ計算（MPC）は、複数の関係者がこれらの入力を非公開にしながら、入力上で関数を共同で計算できるようにする暗号化プロトコルです。 MPCは、他の参加者に個々のデータを明らかにすることなく、安全なコラボレーションとデータ処理を可能にします。この技術は、プライバシーとセキュリティが最重要である暗号通貨およびブロックチェーンセクターでますます重要になっています。

マルチパーティの計算の仕組み

MPCは、複数の当事者が互いに直接共有せずにプライベートデータで計算を実行できるという原則に基づいて動作します。代わりに、データの暗号化されたバージョンを共有し、一連のプロトコルを通じて、他の人の入力を学習することなく結果を導き出すことができます。核となるアイデアは、集合的な計算の恩恵を受けながらプライバシーを維持することです。

たとえば、それぞれ3つの当事者にプライベート番号があり、個々の価値を明らかにすることなくこれらの数字の合計を見つけたいシナリオを検討してください。 MPCを使用して、数値を暗号化し、暗号化されたデータを交換できます。一連の暗号化操作を通じて、お互いの元の入力を知ることなく合計を計算できます。

暗号通貨でのMPCのアプリケーション

暗号通貨の領域では、MPCにはいくつかの重要なアプリケーションがあります。主な用途の1つは、安全なマルチシグネチャウォレットです。マルチシグネチャウォレットには、トランザクションを承認するために複数の署名が必要であり、MPCはプライベートキーが完全に露出しないようにすることにより、これらのウォレットのセキュリティを強化できます。

別のアプリケーションは、分散型ファイナンス（DEFI）プラットフォームです。 Defiプロトコルでは、多くの場合、スマートコントラクトを実行するために複数のソースからのデータの集約が必要です。 MPCはこのプロセスを安全に促進することができ、必要な計算を可能にしながら、機密データがプライベートであることを保証します。

さらに、MPCはプライバシーを提供するデータ分析で使用されます。暗号通貨交換やその他のブロックチェーンプラットフォームは、MPCを使用して、ユーザーのプライバシーを損なうことなく、詐欺検出または市場分析のユーザーデータを分析できます。

MPCおよびブロックチェーン統合

MPCとブロックチェーンテクノロジーを統合することで、ブロックチェーンネットワークのプライバシーとセキュリティを大幅に向上させることができます。 MPCが統合される1つの方法は、しきい値シグネチャを使用することです。ここでは、当事者グループが単一の当事者が秘密鍵を完全に制御することなく共同で署名を生成できます。

たとえば、ブロックチェーンネットワークでは、バリデーターのグループはMPCを使用してトランザクションに署名できます。このアプローチにより、秘密鍵が複数の関係者に配布されるため、単一のバリデーターがネットワークを侵害することはできません。

別の統合方法は、スマートコントラクトのための安全なマルチパーティ計算プロトコルを使用することです。スマートコントラクトは、複数の関係者からの入力に基づいて実行するように設計できます。MPCは、実行プロセス中にこれらの入力が機密のままであることを保証できます。

MPCの実装における課題と考慮事項

MPCは大きな利点を提供しますが、課題もあります。主要な課題の1つは、計算の複雑さです。 MPCプロトコルは計算的に集中的である可能性があり、効率的に実行するために重要なリソースが必要です。

別の考慮事項は、参加者間の信頼の必要性です。 MPCは個々の入力がプライベートのままであることを保証しますが、プロトコル自体を信頼する必要があります。プロトコルから逸脱している当事者がいれば、計算のセキュリティを損なう可能性があります。

さらに、 MPCプロトコルのスケーラビリティが懸念事項です。参加者の数が増えると、計算の複雑さとリソースの要件が指数関数的に成長する可能性があり、大規模システムでMPCを実装することが困難になります。

暗号通貨におけるMPCの実際の実装

暗号通貨コンテキストでMPCを実装するには、いくつかのステップが含まれます。 MPCベースのマルチ署名ウォレットをセットアップする方法に関する詳細なガイドを次に示します。

• MPCプロトコルを選択します。SPDZ、GMW、Yaoの文字化け回路などの適切なMPCプロトコルを選択します。それぞれにその強みがあり、さまざまな種類の計算に適しています。

• 環境のセットアップ：すべての参加者がMPCプロトコルを実行するために必要なソフトウェアとハ​​ードウェアを持っていることを確認してください。これには、特定の暗号ライブラリのインストールと安全な通信チャネルのセットアップが含まれます。

• キーを生成して配布する：各パーティは秘密鍵を生成し、他のパーティと公開キーを共有します。 MPCプロトコルを使用して、個々のプライベートキーを明らかにすることなく、共有秘密の鍵を共同で生成します。

• 暗号化および共有データ：各パーティは、共有シークレットキーを使用して入力データを暗号化し、暗号化されたデータを他の関係者と共有します。

• 計算の実行：MPCプロトコルを使用して、当事者は暗号化されたデータで必要な計算を実行します。これには、スマートコントラクトの実行、またはトランザクション署名の計算が含まれます。

• 検証と最終化：計算が完了した後、当事者は結果を確認して、それが正しく計算されたことを確認します。すべてが整っている場合、トランザクションを完了したり、スマートコントラクトを実行したりできます。

MPCおよび規制コンプライアンス

MPCは、暗号通貨セクター内の規制順守を確保する上で役割を果たすこともできます。個々のデータを公開せずに安全なデータ処理を許可することにより、MPCは、組織が欧州連合の一般データ保護規則（GDPR）などのデータ保護規制に準拠するのに役立ちます。

たとえば、暗号通貨交換はMPCを使用して、機密のユーザーデータを保存せずに顧客（KYC）チェックを知ることができます。取引所は他のエンティティと協力してユーザーのアイデンティティを確認しながら、データがプライベートであることを確認できます。

よくある質問

Q：MPCを使用して、既存のブロックチェーンネットワークのプライバシーを強化できますか？

A：はい、MPCは既存のブロックチェーンネットワークと統合してプライバシーを強化できます。たとえば、しきい値の署名を実装したり、プライバシーを提供したりするスマートコントラクトを実行して、トランザクションとデータ処理の機密性を改善するために使用できます。

Q：MPCは、ゼロ知識証明のような他のプライバシーを強化する技術と比較してどうですか？

A：MPCとゼロ知識の証拠はどちらもプライバシーを強化することを目的としていますが、さまざまな方法でそうします。 MPCにより、複数の関係者がこれらの入力を明らかにすることなくプライベート入力を介して関数を計算できるようになりますが、ゼロ知識の証明により、一方の当事者が基礎となる情報を明らかにすることなく、声明の真実を証明することができます。両方のテクノロジーは補完的であり、暗号通貨スペース内のさまざまなシナリオで使用されます。

Q：暗号通貨プロジェクトで使用されているMPCの実際の例はありますか？

A：はい、いくつかの暗号通貨プロジェクトがMPCを実装しています。たとえば、しきい値ネットワークはMPCを使用して、分散型アプリケーションの安全なしきい値署名を有効にします。別の例は、MPCを使用してデジタル資産の親権と転送ソリューションを保護するFireblocksプラットフォームです。

Q：暗号通貨アプリケーションでMPCを使用することに関連する潜在的なリスクは何ですか？

A：主なリスクには、パフォーマンスの問題につながる可能性のある計算の複雑さと、参加者間の信頼の必要性が含まれます。プロトコルから逸脱している当事者がいれば、計算のセキュリティを損なう可能性があります。さらに、MPCプロトコルのスケーラビリティは、大規模なシステムで課題となる可能性があります。