ブロックチェーンでの安全なマルチパーティ計算とは何ですか？

Secure Multi-Party Computation（SMPC）は、ブロックチェーンでの暗号化プロトコルであり、複数の当事者が入力を非公開に保ちながら、入力上で関数を共同で計算できるようにします。この技術は、分散型システムのプライバシーとセキュリティを強化する可能性のために、暗号通貨サークル内で大きな注目を集めています。

ブロックチェーンのコンテキストでは、 SMPCを使用すると、参加者は、個々の入力を互いに明らかにすることなく、暗号化されたデータで計算を実行できます。これは、たとえブロックチェーンネットワークが公開されていても、処理されるデータは秘密のままであることを意味します。これは、プライバシーが最重要であるプライベート投票システム、分散財務（DEFI）プロトコルなどのアプリケーションに特に役立ちます。

ブロックチェーンでのSMPCの実装には、いくつかの重要なコンポーネントとステップが含まれます。これらのコンポーネントを理解することは、ブロックチェーンアプリケーションでこのテクノロジーを活用しようとしている人にとって不可欠です。 SMPCの仕組みと、ブロックチェーンエコシステムにおけるその重要性をさらに深く掘り下げましょう。

安全なマルチパーティ計算はどのように機能しますか？

その中心で、 SMPCは、参加者のグループが、互いに入力を明らかにすることなく、プライベートデータを介して関数を計算できるようにします。計算は、最終結果がすべての関係者に知られているような方法で実行されますが、個々の入力は秘密のままです。これは、暗号化技術とプロトコルの組み合わせによって達成されます。

• 暗号化：各参加者は、暗号化スキームを使用して入力データを暗号化します。これにより、計算プロセス中であっても、データは他の関係者にとって読めないままであることが保証されます。

• 分散計算：暗号化された入力は、参加者間で共有されます。各参加者は、事前定義されたプロトコルに従って、受け取った暗号化されたデータで計算の一部を実行します。

• 結果の復号化：計算が完了した後、結果が集約され、復号化されて最終結果が明らかになります。復号化プロセスは、単一の当事者が結果を単独で復号化できないように設計されており、プライバシーが全体を通して維持されるようにします。

ブロックチェーンでのSMPCのアプリケーション

SMPCには、ブロックチェーンスペース、特にプライバシーとセキュリティが重要な分野で幅広いアプリケーションがあります。ここにいくつかの注目すべきユースケースがあります：

• プライベートトランザクション：BitcoinやEthereumなどの暗号通貨では、デフォルトでトランザクションが公開されています。 SMPCを使用して、送信者、受信機、および金額が機密に保たれるプライベートトランザクションを有効にすることができます。

• 分散型ファイナンス（DEFI） ：DEFIプラットフォームでは、多くの場合、ユーザーが機密性の高い財務データを明らかにする必要があります。 SMPCは、複雑な財務計算と取引を可能にしながら、このデータを保護するのに役立ちます。

• 安全な投票システム：ブロックチェーンベースの投票システムは、個々の投票者の選択を明らかにすることなく、投票が正確にカウントされるようにすることにより、 SMPCの恩恵を受けることができます。

• データ共有と分析：企業は、 SMPCを使用して、独自の情報を競合他社に公開することなく、データを共有および分析することができます。

ブロックチェーンにSMPCを実装します

ブロックチェーンにSMPCを実装するには、暗号化プロトコルを既存のブロックチェーンインフラストラクチャに統合することが含まれます。 SMPCシステムのセットアップに伴う手順は次のとおりです。

• 暗号化スキームを選択します。データを暗号化するための適切な暗号化スキームを選択します。一般的な選択肢には、同型暗号化と秘密の共有スキームが含まれます。

• 計算プロトコルの設計：参加者間で計算がどのように分散されるかを概説するプロトコルを開発します。このプロトコルは、計算が正確かつ安全に実行されるようにする必要があります。

• ブロックチェーンとの統合：ブロックチェーンのスマートコントラクトまたはプロトコルレイヤーを変更して、 SMPCをサポートします。これには、暗号化された入力と出力を処理するための新しい機能とデータ構造を追加することが含まれます。

• テストと検証： SMPC実装を徹底的にテストして、予想どおりに機能するようにします。これには、入力のプライバシーが維持され、計算結果が正確であることを確認することが含まれます。

• 展開： SMPCシステムをブロックチェーンネットワークに展開します。これには、新しいプロトコルをサポートするためにノードとクライアントの更新が含まれる場合があります。

課題と考慮事項

SMPCは大きな利点を提供しますが、独自の課題と考慮事項も備わっています。これらを理解することは、開発者とユーザーがその使用について十分な情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

• 複雑さ： SMPCプロトコルは、実装するのに複雑であり、暗号化を深く理解する必要があります。これは、リソースが限られている小規模なプロジェクトまたはチームの採用の障壁になる可能性があります。

• パフォーマンス： SMPCの計算オーバーヘッドは重要である可能性があり、トランザクション時間が遅く、リソースの使用量が増えます。これは、リアルタイム処理を必要とするアプリケーションにとって重要な考慮事項です。

• セキュリティ： SMPCはセキュリティを強化するように設計されていますが、攻撃の影響を受けません。開発者は、潜在的な脆弱性について警戒し、実装が既知の脅威に対して安全であることを確認する必要があります。

• スケーラビリティ： SMPCシステムの参加者の数が増加すると、計算の複雑さも増加します。これにより、システムのスケーラビリティに影響を与える可能性があり、大規模なアプリケーションを処理するのが難しくなります。

ブロックチェーン上のSMPCの実際の例

いくつかのプロジェクトとプラットフォームは、すでにブロックチェーンにSMPCを実装しており、その実用的なアプリケーションを実証しています。ここにいくつかの例があります：

• Enigma ：Enigmaは、 SMPCを使用してEthereumブロックチェーンで安全でプライベートデータ計算を可能にする分散型計算プラットフォームです。これにより、開発者はユーザーのプライバシーを損なうことなく、機密データを処理するアプリケーションを構築できます。

• Secret Network ：Secret Networkは、 SMPCを統合してプライベートスマートコントラクトを提供するブロックチェーンプラットフォームです。これにより、開発者は機密データを安全に処理する分散型アプリケーション（DAPP）を作成できます。

• ZCASH ：純粋なSMPC実装ではありませんが、ZCASHは、関連する暗号化技術であるゼロ知識証明を使用して、ブロックチェーンでのプライベートトランザクションを有効にします。これは、暗号通貨スペースにおけるプライバシー強化技術のより広範なアプリケーションを示しています。

FAQ

Q1：SMPCは、ブロックチェーンのあらゆる種類の計算に使用できますか？

A1： SMPCは汎用性がありますが、小さくて管理しやすい部分に分解できる計算に最適です。複雑な計算には重要なリソースが必要になる場合があり、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。

Q2：SMPCは、計算結果の整合性をどのように保証しますか？

A2： SMPCプロトコルには、計算の正しさを検証するためのメカニズムが含まれています。これには、すべての当事者が最終結果に同意することを保証する暗号化の証明またはコンセンサスメカニズムが含まれます。

Q3：SMPCはすべてのブロックチェーンプラットフォームと互換性がありますか？

A3： SMPCはさまざまなブロックチェーンプラットフォームと統合できますが、実装の詳細は異なる場合があります。 SMPCをサポートするために大幅な変更を必要とするプラットフォームもあれば、プライバシーを向上させるテクノロジーのサポートが組み込まれている場合もあります。

Q4：SMPCとゼロ知識証明のような他のプライバシー強化技術の主な違いは何ですか？

A4： SMPCとゼロ知識の証明はどちらもプライバシーを強化しますが、異なる動作をします。 SMPCを使用すると、複数の当事者がプライベートデータの関数を共同で計算できるようになりますが、ゼロ認識証明により、1つの当事者が基礎となる情報を明らかにすることなく、声明の真実を証明できます。両方のテクノロジーを一緒に使用して、より堅牢なプライバシーソリューションを作成できます。