Web3プライバシーソリューションの概要：開発者が自身を守る方法とは？

・ Tornado Cash事件が疑問を投げかける：プロトコルに貢献する開発者は、そのプロトコルを悪用したユーザーに対して責任を負うべきなのか？

・ 開発者とそのオープンソースコードが依然として明確なガイドラインを欠いている状況下において、オンチェーンプライバシーは極めて重要である

・ 本ガイドラインでは、プライバシーを重視する開発者が安心してデプロイできるよう、既存および今後登場するプライバシーチェーンの一部を概観する

どの開発者も、たった数行のコードによって刑務所送りになることを望むはずがない。しかし、それはAlexey Pertsevに実際に起こったことだった。Tornado Cashの主要な貢献者の一人であるAlexey Pertsevは、イーサリアムDApp「Tornado Cash」を通じて不正行為を行う者たちをマネーロンダリングで支援した疑いにより、米国政府から調査を受けた。この劇的な出来事は世界中で強い反響を呼び、批判的な意見として、開発者は自身が書いたコードがどのように使われるかを制御できないという指摘も出ている。

この物語が表面以上に複雑な側面を持っている可能性はあるが、すでにオンチェーンプライバシーに関する議論を引き起こしている。「コードを書いただけ」で逮捕されるのは危険な前例であり、Alexey Pertsevの経験は、将来のオープンソースソフトウェアへの貢献に対する開発者の意欲を損なう恐れがある。誰が、ユーザーの行動をコントロールできないにもかかわらず、それらのユーザーによるコード利用に対して責任を負いたいだろうか？

ブロックチェーンコミュニティの文化は開放性を説くが、それはデータセキュリティやプライバシーには必ずしも当てはまらない。ある種の状況では、完全な透明性は不要である（@GeneralRinaker氏の記事参照）。

本稿では、Web3開発者が一定の匿名性を保てるよう設計された、既存および間もなく登場するプライバシー対応のソリューションをいくつか評価していく。

#1 Aztec Network

Aztecは、ゼロ知識証明を利用したイーサリアム初のLayer2プライバシーチェーン（プライバシーレイヤー）である。Aztec上で動作するスマートコントラクトは資産のプライバシーを保証する。ユーザーは取引やステーキング、収益獲得を行う際にも、オンチェーンでの活動のプライバシーを守ることができ、同時に低いトランザクション手数料も享受できる。

• チェーン：イーサリアム

• 状態：メインネット稼働中

• 基盤技術：PLONK。zk-SNARK標準に基づき、Layer2でトランザクションを処理するシステム

• アーキテクチャ：ダブルSNARKS。第一層はプライバシーサーキットで、各トランザクションを検証しつつ、送信者・受信者・資産の非公開性を確保する。第二層はロールアップ回路で、すべてのトランザクションをまとめて暗号化された情報をLayer1に一括でアップロードする

• Github: https://github.com/AztecProtocol

主なユースケース

Aztec Connectプライバシーブリッジを通じて、ユーザーはLayer2プライバシーチェーンとLayer1のDeFiアプリケーションを直接相互接続できる。

Layer1のDappsはAztec ConnectのSDKをプロトコルに組み込むことで、プライベート取引から利益を得ることが可能になる（例：zk.Money）。

Aztecの主要製品であるAztec Connectは、ETHおよびDAIを用いたプライベート取引を可能にする。本稿執筆時点で、Aztec Connectでは約255,000件のトランザクションが実行されている。

進捗

現在チームは、ネットワークにカスタムスマートコントラクト機能を追加する作業を進めている。スマートコントラクトはNoirで記述される予定であり、これはAztecネットワーク専用の、Rustベースの言語である。このプロジェクトは現在テストネット段階にあり、2022年末の完了を目指している。

評価

AztecはすべてのERC-20資産をプライベート化できるため、イーサリアムにおける重要なユースケースとなる。

イーサリアム自体が非常に活発であることを考えると、新規のプライバシーチェーンを立ち上げるよりも、既存の資産をプライベート化する方が多くのユーザーにリーチしやすい。この点から、Aztecは将来イーサリアムに不可欠なプライバシーレイヤーとなる可能性を秘めている。

#2 Obscuro

Obscuroはイーサリアム向けのもう一つのLayer2プライバシーソリューションであり、MEV問題の最適化を図りながら、トランザクションおよびコントラクト状態のプライバシーを確保することを目的としている。Optimistic Rollupとゼロ知識証明の両方を活用することで、Obscuroは「OptimisticとZKの最適なハイブリッド」と自称している。

• チェーン：イーサリアム

• 状態：テストネット

• 基盤技術：Intel SGX技術を用い、TEEハードウェア上でEVMを実行する。本質的にはCPU内のブラックボックスであり、ユーザーはその内部で完全にプライベートな計算を実行できる。

• アーキテクチャ：Obscuroネットワークには2種類のノードが存在する。Aggregatorsはすべての暗号化されたトランザクションを検証し、パッケージ化してイーサリアムに送り返す。Verifiersは同様の検証を行うが、ハードウェアベースであり、Aggregatorsとは独立して動作する。この二重構造により、Obscuroプラットフォームはより分散化され、安全性も高まる。

• Github：https://github.com/obscuronet

主なユースケース

Obscuroはまだテストネット段階であるため、現時点では製品の紹介はできない。しかし、プラットフォームはDeFiプライバシーやWeb3戦略ゲームなど、多数の応用シーンを提示している。

Obscuroは、Solidityを使用してスマートコントラクトを開発できる数少ないプライバシーソリューションの一つである。

広く知られている通り、Web3開発者においてSolidityの使用率はRustを上回っている。

これに対して、本稿で言及する他のソリューションは主にRustベースである。

進捗

メインネットのローンチは2023年を予定している。

評価

SolidityベースのObscuroには、大きな可能性と成長空間がある。

開発者は、既存のメインネット用スマートコントラクトをObscuro上で容易に実行できる。

また、多数のコアエコシステムアプリがEVM互換であるため、Rustベースの他のプロジェクトと比べて適用性に明確な利点がある。ただし、スマートコントラクトに必要な修正の程度については、今後の観察が必要である。

#3 Secret Network

業界のOG的存在であるSecret Networkは2020年9月にローンチされ、「Layer1レベルでプライバシー対応のスマートコントラクトを実現した最初のネットワーク」と呼ばれている。Cosmos Tendermint SDKで構築されたSecret Networkでは、スマートコントラクトはCosmWasmツールキットを用いてRustで記述される。

• チェーン：Cosmos IBC、イーサリアム、Binance Chain、Moneroブリッジ

• 状態：メインネット稼働中

• 基盤技術：Obscuroと同様、Secret NetworkもTEE上のIntel SGXを利用して計算を行う。プロトコルコードは「信頼できる部分（機密情報）」と「信頼できない部分（その他コード）」に分離される。

• アーキテクチャ：現在、50名のバリデータからなるグループが、Tendermintコンセンサスエンジン（bftベースのプルーフオブステーク方式）を用いてネットワークのセキュリティを維持している。バリデータはトランザクションを検証し、SCRTをステーキングすることでブロックを提案し報酬を得る。委任は非バリデータから行われる。

• Github：https://github.com/scrtlabs

主なユースケース

Secret Networkは現在、20以上のDappと100人以上の開発者を擁する豊かなエコシステムを持つ。

Cosmos Tendermint SDKプロジェクトとして、このチェーンはCosmosエコシステム内他チェーンとの相互運用が可能であり、IBC導入後特に顕著である。

本質的に、Secret NetworkはCosmos IBCエコシステム全体にプライバシー機能を提供できる。

Cosmos開発フレームワーク周辺には十分なドキュメントとツールが整備されており、Web3開発者にとって比較的親しみやすい。

進捗

Secret 2.0の開発が進行中である。開発チームはFHE（完全準同型暗号）の導入や既存ネットワークの強化といった重要な改善を進めている。

評価

チームは明らかにネットワーク開発に尽力しており、エコシステム内の機能的製品は継続的に増加し、コミュニティ参加も活発化している。さらに重要なのは、規制当局の影響を受ける中で、完全なプライバシーがすべての場合に適しているわけではないということだ。

Secret Networkは規制遵守とユーザーのプライバシー保護の間でバランスを取っているように見える。

SCRTトークン自体は完全に公開透明だが、プラットフォームおよびコントラクト関連の取引活動は完全に匿名化されている。この価値提唱は、ますます厳格化する規制環境において無視できないものとなっている。

#4 Aleo

ZK暗号技術の最新の進展に基づき、Aleoは「最初の分散型かつオープンソースのプロトコル」と称される。Aleoはプライベートかつプログラマブルなアプリケーションを可能にする。ユーザーは第三者（スマートコントラクト含む）にデータの検証を許可しつつ、取引内容を明かさず、また取引の異なるレイヤーで情報を選択的に開示することもできる。これは、より広範なエコシステム構築に向けたDapp間の相互運用性にとって非常に有用である。

• チェーン：Aleo

• 状態：テストネット

• 基盤技術：プラットフォームの合意メカニズムはPoSWであり、各ブロック内のトランザクションごとにZK証明が生成される。これはビットコインのSHAアルゴリズムに由来する。しかし任意のハッシュ関数とは異なり、基盤の計算はPoWによって実現される。本質的に、最小限の計算能力で状態を検証できるようにする。

• アーキテクチャ：Aleoはイーサリアムのプログラマビリティとアカウントモデルを、Zcashのプライベート取引設計と統合し、完全なオンチェーンプライバシーを実現する。

• Github：https://github.com/AleoHQ

主なユースケース

Aleoはプライバシーコントラクト向けにDSL（ドメイン固有言語）「Leo」を提供する。Rustに着想を得たLeoは、プライバシー対応アプリの開発やZK回路の統合に主に使用される。専用言語ではあるが、開発者向けドキュメントは包括的で簡潔、明瞭である。

その他の開発者ツールとしては、Aleo Studio、Aleo Package Manager、Aleo Explorerがある。

進捗

Aleoの第3版テストネットは3段階に分けて順次開放される。今月、1000万Aleoポイントを持つバリデータがブロック生成を開始し報酬を得られるようになった。プロジェクトは今後、中心化されたブロック生成を防ぐために、合意メカニズムをAleoBFTへ移行する予定である。

評価

プロジェクトは段階的な進展を遂げている。現在テストネットでは完全なプログラマブル言語が稼働しており、エコシステム発展を支援するスタジオも設立されている。

Aleoチームは、開発者がエコシステム内で分散型ネットワークを構築できるよう、今後さらなる製品やサービスを提供する意向を示しており、開発者体験の向上に注力している。

#5 Aleph Zero

最後に紹介するのは業界でも比較的新しいプロジェクト、Aleph Zeroである。PolkadotのSubstrate技術を基盤とし、ピアレビューされた合意プロトコルを採用するAleph Zeroは、即時決済、高速性、拡張性、セキュリティを提供すると謳っている。完全に起動すれば、そのネットワークのプライバシーフレームワークは最終的にすべての主要チェーンで利用可能になる予定だ。

• チェーン：Substrate、イーサリアム、ポルカドット

• 状態：テストネット

• 基盤技術：このプロジェクトはプライバシーコントラクトに対して独自の解決策を持ち、ゼロ知識証明とsMPC（安全なマルチパーティ計算）を組み合わせている。ZK-SNARKSは、ユーザー間での安全かつ匿名な鍵交換に使用される。sMPCは、データを複数のコンピュータ間で保護し、許可を得た合意形成コンピュータのみがデータにアクセスできるようにする。

• アーキテクチャ：Aleph Zeroのカスタムアルゴリズムは、PoSの変形とDAG技術を統合している。PoS合意メカニズムは、ローテーションするバリデータによってブロック状態を検証する。DAGは中間データレイヤーとして使用され、より速いトランザクション処理速度と高いスループットを可能にし、根本的にトランザクション費用を削減する。

• Github：https://github.com/aleph-zero-foundation

主なユースケース

Aleph Zero上の最初の製品はCommonであり、ウォレット付きの分散型取引所（DEX）で、フロントラン防止のために分散型ダークプールを採用している。フロントランとは、内部情報により将来の取引が価格に与える影響を知ったユーザーが、列に先んじて取引を行い利益を得る行為を指す。

進捗

Aleph Zeroは、Liminalと呼ばれるマルチチェーン対応のプライバシーソリューションを開発中である。

LiminalはZK-SNARKSとsMPCを組み合わせ、革新的なセキュリティ対策を提供する。

さらに、ブリッジを通じて、LiminalはAleph Zeroと他のチェーン（イーサリアム、Near、Cosmos、BSCなど）間の取引をサポートする。開発者はこれらのチェーン上でスマートコントラクトを記述しつつ、Aleph Zero上でコントラクトのプライバシー状態を維持できる。

評価

Substrate自体の成長する開発者コミュニティと相互運用性は、Aleph Zeroの成功を支える大きな要因である。

コアチームの経験とパートナー関係も、Aleph Zeroの将来の成功に寄与する要素の一つである。

加えて、プロトコル自体の使いやすさも、より多くのビジネスとユーザーがエコシステムに参加するきっかけとなるだろう。

#展望

方法論やメカニズム設計に関わらず、プライバシーチェーンの核となるのは、「開発者がプライベート取引を選択できるかどうか」である。

プライバシー分野において、同質化競争が生み出すイノベーションは、新たなプロジェクトの誕生や既存プロジェクトの進化を促進する。

Web3開発者には、ある程度のプライバシーを保持する選択肢が与えられるべきであり、それが開発者がコードを書き、境界を突破し、ブロックチェーンの革新を推進する原動力となるはずだ。

著者

プライバシー保護やコードセキュリティなどに関する深い技術的知識と実践経験を持つArcane GroupのテクニカルリサーチャーXarl (Rajapandian) の研究協力に感謝する。また、チームメンバーのFrank、OxCryptolee、Don、Sue、Charlesらも、本稿の日本語版翻訳および校正に協力した。

原文リンク

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