完全準同型暗号の開発と応用の展望

完全同型暗号化（FHE）は、1970年代に初めて提案されて以来、注目されている先進的な暗号化技術です。2009年、Craig Gentryの画期的な研究がFHEの実用化への道を開きました。FHEは、暗号化されたデータを解読することなく計算を行うことを可能にし、この特性はデータプライバシーの保護において大きな潜在能力を持っています。

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FHEの核心的な特性には、同型暗号化、ノイズ管理、無限回操作のサポートが含まれます。部分同型暗号化や特定の同型暗号化と比較して、FHEは無限回の加算および乗算操作をサポートできるため、暗号化データ上で任意のタイプの計算を行うことが可能です。

ブロックチェーン分野において、FHEはスケーラビリティとプライバシー保護の問題を解決するための重要な技術になることが期待されています。透明なブロックチェーンを部分的な暗号化形式に変換しながら、スマートコントラクトの制御を維持することができます。一部のプロジェクトでは、プログラマーがFHE原語を操作するスマートコントラクトコードを記述できるFHEベースの仮想マシンを開発しています。このアプローチは、現在のブロックチェーンにおけるプライバシー問題を解決するだけでなく、暗号化された支払い、オンラインギャンブルなどのアプリケーションを可能にするかもしれません。

FHEは、プライバシーメッセージ検索（OMR）を通じてプライバシープロジェクトの可用性を改善し、長年の残高情報の検索や同期遅延などの問題を解決することができます。FHE自体は直接的にブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決することはできませんが、ゼロ知識証明（ZKP）と組み合わせることで、この課題に対する解決策を提供する可能性があります。

FHEとZKPは相補的な技術であり、それぞれ異なる目的にサービスを提供します。ZKPは検証可能な計算とゼロ知識属性を提供し、一方FHEはデータ自体を露出させることなく暗号化データに対して計算を行うことを可能にします。両者を組み合わせることは計算の複雑性を増す可能性がありますが、特定のシナリオにおいては顕著な利点をもたらすことがあります。

現在、FHEの発展はZKPに対して約3〜4年遅れているが、急速に追いついている。第一世代のFHEプロジェクトはすでにテストを開始しており、今年の後半にメインネットが公開される見込みだ。FHEは依然として計算効率や鍵管理などの課題に直面しているが、その大規模な採用の可能性は徐々に明らかになっている。

市場では、多くの企業がFHE関連技術とアプリケーションの積極的な開発に取り組んでいます。たとえば、ZamaはブロックチェーンとAI向けのFHEソリューションの開発に特化しています。SunscreenはFHEコンパイラを提供し、エンジニアがプライベートアプリケーションを構築するのを支援しています。FhenixはFHEに基づくイーサリアムLayer 2ネットワークの開発を進めています。Mind NetworkはFHEをDePINおよびAI分野に適用することに取り組んでいます。

規制環境の面で、FHEはプライバシー技術として、異なる地域での規制の態度が異なります。データプライバシーは一般的に支持されていますが、金融プライバシーは慎重に扱う必要がある分野です。FHEは、個人データの所有権を保護しながら、社会に対して精密広告などの利点をもたらす可能性があります。

理論研究、ソフトウェア開発、ハードウェア最適化、アルゴリズム改良の不断の進展に伴い、FHEは理論段階から実際の応用へと徐々に移行しています。今後3年から5年の間に、FHEは暗号分野で顕著な進展を遂げ、ブロックチェーンのスケーラビリティとプライバシー保護に革命的な変革をもたらし、暗号エコシステムにおけるさまざまな革新的なアプリケーションの発展を促進することが期待されています。

! 完全準同型暗号化(FHE)の進歩と応用