次のブルマーケットの注目ポイント：プライバシー公的ブロックチェーンのストーリーと潜在力を持つプロジェクト
TechFlow厳選深潮セレクト
次のブルマーケットの注目ポイント：プライバシー公的ブロックチェーンのストーリーと潜在力を持つプロジェクト
Web3にプライバシーが必要なアプリケーション・シナリオはあるのか？
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Biteye コア貢献者 Fishery Isla
編集：Biteye コア貢献者 Crush
イーサリアムおよびより広範なブロックチェーン業界において、すでに多くの優れたチームがスケーリングソリューションを展開しています。しかし、スケーリングは解決すべき唯一の問題ではありません。
次に実現すべき重要な機能はプライバシーであり、プライバシートラックはここ最近、1次市場におけるインフラ投資の注目分野となっています。
本稿では、現在注目を集める2つのプライバシーチェーン技術路線であるゼロ知識証明（Zero Knowledge Proof）と完全準同型暗号（Fully Homomorphic Encryption）について紹介し、関連する有望プロジェクトも併せて解説します。
まず、1つ目の問いから始めましょう。Web3には本当にプライバシーが必要なのでしょうか？
01 Web3 にプライバシーが必要な理由
現在主流のブロックチェーンはすべてパブリックレジャーであり、すべての取引はチェーン上で公開されています。つまり、アドレスやアカウントに関連する資産情報などの状態変化はすべて透明に閲覧可能です。
当初、情報の透明性は合意形成の安全性を監視するために付随的に設けられた特性でしたが、業界の発展とともに、コンセンサスメカニズム自体は既に十分に最適化され信頼できるものになっています。そのため、パブリックレジャーの透明性は、徐々にテクノロジーによる裁定取引（アービトラージ）を可能にする機能へと変化してきました。
例えば、マイナーは手数料の高い取引を優先的にブロックに取り込むことができ、手数料の低い取引は処理される可能性が低くなります。このため、ユーザーは必然的にガス代を増額せざるを得ません。さらに深刻なのは、マイナーやブロック生成者がパブリックレジャーを監視し、フロントランニング（先取り取引）や検閲攻撃を行うことです。
チェーン上の購入注文を監視し、一般ユーザーの注文が成立する前に自らの注文を差し込むことで、巨額の利益を得ることが可能になります。昨年1年間で、MEV（最大抽出可能価値）は市場から約20億ドルもの資金を吸い上げました。
これほど巨大で継続的な資金流出は、暗号資産市場の発展にとって重大なリスクと言えます。
また、プライバシー保護がなければ、ユーザーはデータに対する所有権を失います。アドレスの資産情報や取引履歴は常に監視・利用される可能性があり、これはWeb3の理念そのものに反しています。
したがって、スケーリング問題が解決された後、次の段階としてプライバシー対応スマートコントラクトチェーンの実現が急務となります。
プライバシー対応スマートコントラクトを実現するため、現在主に以下の3つの技術路線が採用されています：
1）Secret Network や Oasis Network などが代表する TEE（Trusted Execution Environment）方式。すでに上場済みだが注目度は高くない。
2）イーサリアムのzk-rollupを通じて一般に知られるようになった、ZK（ゼロ知識証明）に基づくzkVM方式。
3）最近になって市場に登場したFHE（完全準同型暗号）方式。
TEE技術は最も成熟しており、関連ドキュメントも豊富です。興味のある読者は上記プロジェクトを実際に試すのもよいでしょう。本稿では、話題性の高いzkVMとFHE方式に焦点を当てます。
02 ゼロ知識証明（Zero Knowledge Proof）
zkEVM と zkVM
ZKソリューションの多くは大きく2つの陣営に分けられます。1つはイーサリアム上に構築される（zkEVM）、もう1つは独自に構築される（zkVM）タイプです。後者の場合、異なる基盤となる設計上のトレードオフや基本パラメータを選択することが可能です。
zkEVMは、イーサリアム仮想機（EVM）と互換性を持ち、ゼロ知識証明に適した仮想マシンであり、プログラム、操作、入力および出力の正当性を保証します。
イーサリアムブロックチェーン上に構築されることで、zkEVMモデルはイーサリアムの長所と短所の両方を受け継ぎます。
イーサリアムネットワークとの互換性を最適化しているため、イーサリアムの膨大なユーザーベースの恩恵を受けられます。また、Solidity開発者の数が多く、実行クライアントなどインフラも共有されているため、開発者にとって開発が容易です。
ただし、これはゼロ知識証明やその他のプライバシー機能の統合能力が、イーサリアムネットワークの組み込み制限に依存することを意味します。
zkEVMモデルがイーサリアムのモデルを完全に模倣するほど、証明生成にかかる時間が長くなり、パフォーマンス上のコストが大きくなります。
計算はすべてブロックチェーン上で行われるため、すべての取引は完全に公開されます。これは一部のアプリケーションにとっては利点ですが、他にはプライバシーの欠如が不合理または危険な場合もあります（たとえば、個人の財務情報に関わるアプリなど）。
一方、zkVMはゼロ知識証明を利用して、安全かつ検証可能な信頼性を確保する仮想マシンです。古い状態とプログラムを入力すると、信頼できる方法で新しい状態を返します。zkVMは環境を最適化し、ゼロ知識証明をチェーン上取引に統合するコストを下げ、より効率的かつ簡単にすることができます。
本質的に、適切なzkVMがあれば、すべてのアプリケーションが各取引で比較的簡単にゼロ知識証明を利用できます。真のzkVMは「ZKファースト」の原則に基づいて構築され、技術スタックのあらゆる部分にゼロ知識証明を統合しています。
イーサリアムはもともと完全に公開されたブロックチェーンであり、今からプライバシーを導入しようとしても、初めからプライバシーをサポートするブロックチェーンに比べて性能面で劣ります。
工学的には非常に困難です。なぜなら、開発者は元々このような環境で動作することを想定していないプログラムをコーディングしなければならず、結果として巨大で複雑な回路が生じてしまうからです。
したがって、zkVMはzkEVMよりも優れたパフォーマンスを発揮し、非常に有望な技術路線です。
すでにzkVM方式を採用するプロジェクトが頭角を現しています。例えばL1：Aleo、Minaなど、L2：Aztecなどがあります。これらのプロジェクトは市場期待値が高く、参画コストも高いため、以下ではより参画しやすいzkVMプロジェクトを紹介します。
Ola Network
Olaは、拡張性、プライバシー保護、コンプライアンス最適化を実現するZKVM Rollupプラットフォームです。主な特徴はプログラマブルプライバシー、拡張性、マルチ言語対応です。Olaは汎用的なLayer2スケーリングソリューションを目指しており、さまざまなプログラマブルなLayer1ブロックチェーンにプライバシー保護とスケーリング機能を提供することを目的としています。
Olaは最近、シードラウンドで300万ドルを調達しました。主にWeb3 VenturesとForesight Venturesが主導し、Token Metrics Ventures、J17 Capital、Skyland Ventures、LD Capital、CatcherVCなどが参加しました。
Olaの主要製品には、ZK最適化仮想マシン「Ola-VM」とスマートコントラクト言語「Ola-lang」があります。
Ola-langは、ZK-VM向けに開発された汎用言語で、高いプログラマビリティを備えています。開発者はOla-langを使って、パブリックチェーン上でもエンタープライズ向けプライベートチェーン上でも、任意の種類のスマートコントラクトを柔軟にデプロイできます。
一方、ZK最適化仮想マシンOla-VMは、RISC（精簡命令セット）アーキテクチャを採用しており、完全なZKサポートと非決定性計算により、優れたパフォーマンスを実現しています。
簡単に言えば、Olaは選択可能なプライバシーとプログラマビリティを兼ね備えたLayer2インフラを構築しています。
パブリックチェーンはネットワークセキュリティを継承しつつ、対応する検証コントラクトをデプロイすることで、プライバシー保護とパフォーマンス拡張が可能になります。
このアプローチにより、パブリックチェーンのプログラマビリティや非中央集権性を損なうことなく、開発者が必要に応じてプライバシーとスケーリングソリューションを追加できます。チェーン側での変更は一切不要です。
これにより、カスタマイズ可能なプライバシーと拡張性を提供しながら、パブリックチェーンのオープン性を維持できます。
現在、OlaではOla Galaのミッションが開始されており、2024年のOla Public Testnetへの参加資格やNFTなどの報酬を得ることができます。
また、11月10日にはOla公式サイトにてDevnetテストネットの応募が開始されました。開発者はぜひ応募を検討してください。選ばれた参加者には報酬や技術支援、開発者リソース、OlaメインネットへのDappデプロイ機会などが提供されます。
03 完全準同型暗号（Fully Homomorphic Encryption）
完全準同型暗号（FHE）はブロックチェーンへの応用という点では新しい技術であり、ZKブームの後に機関投資家から注目されているパブリックチェーンソリューションの1つです。まだ新しい概念であり、現時点でのプロジェクトは少なく、いずれも初期段階にあるため、非常に有望な参画タイミングです。
FHEは暗号学の分野で古くから提唱されてきた課題であり、1978年にRivest、Adleman、Dertouzosらが銀行を応用背景としてこの概念を提案しました。
通常の暗号方式がデータの保存安全性に注目するのに対し、準同型暗号の最大の特徴は「データ処理中の安全性」にあります。
具体的には、準同型暗号はプライバシーデータを暗号化したまま処理できる機能を提供します。他の参加者がプライバシー情報を処理しても、処理過程で元の内容が漏れることはありません。そして、鍵を持つユーザーが処理済みのデータを復号すると、正しい処理結果が得られます。
例えるなら、ALICEが金塊を購入し、職人にネックレスに加工してもらいたいとします。このとき、職人は加工作業ができるが、金塊を盗むことはできないような方法があるでしょうか？
この問題を解決するため、ALICEは金塊を唯一の鍵で閉じた密閉ボックスに入れます。ボックスには2つの穴があり、それぞれに手袋が取り付けられています。職人は手袋を通して内部の金塊を加工できますが、金塊を盗むことはできません。
加工が終わったら、ALICEがボックス全体を持ち帰り、鍵を開けて完成したネックレスを取り出します。
この例で「ボックス」がFHEアルゴリズムに、「加工作業」が準同型演算に相当します。つまり、データの中身を知らずに、直接暗号化されたデータに対して処理を行うことができるのです。
完全準同型暗号の応用シーン
Web2の世界では、準同型暗号はクラウドコンピューティングのためにあるかのような技術です。以下のようなケースを考えてみましょう。あるユーザーがデータを処理したいが、自身のコンピューターの処理能力が低く、すぐに結果を得られない場合、クラウドコンピューティングを利用してクラウドに処理を依頼できます。
しかし、そのままデータをクラウドに渡すとセキュリティが保てません。そこで、ユーザーはまずデータを準同型暗号で暗号化し、クラウドに暗号化されたデータを送って処理させ、結果を受け取ります。
こうすれば、ユーザーはクラウドサービスに支払いを行い結果を得られ、クラウド事業者は収益を得られます。ただし、完全準同型暗号には計算能力の制約という欠点もあります：
-
計算コストが高い：従来の暗号方式と比べ、FHEはより複雑な数学アルゴリズムと大きな暗号文を必要とし、暗号化データに対する操作が遅く、リソースを多く消費します。
-
計算効率が低い：FHEは暗号化データに対して加算、乗算、指数演算などの算術演算しかサポートせず、並べ替え、検索、文字列操作などより複雑な処理には煩雑な前処理が必要で、高い計算能力を要求します。
しかし幸運にも、我々は計算能力が爆発的に進化している時代に生きています。FHEとWeb3開発の進展に伴い、計算性能とコストはFHEの要件にマッチしていくことが期待されます。そのため、まさに今がFHEトラックに参画する絶好のタイミングです。
Fhenix
Fhenixは、完全準同型暗号技術を採用した初のブロックチェーンであり、EVMスマートコントラクトに対して暗号化データの計算機能を提供します。
Fhenixが採用するfhEVMは、当初、ブロックチェーンとAI向けのオープンソース暗号ソリューションを開発する暗号企業Zamaが開発したもので、戦略的提携後にFhenix Networkに統合されました。
また、FhenixはArbitrumのNitroバリデーターと、ZamaのFHE向けRustライブラリ「tfhe-rs」も採用しています。ZamaとFhenixの緊密な関係がうかがえます。
Zamaの公式サイトによると、同社は顔認識、音声認識、スマートコントラクト（Fhenixが現在進めているもの）など、最先端のWeb2ユースケース向けにFHEベースのWeb3ソリューションを提供しています。今後、これらが順次Fhenixエコシステムに統合されることが期待されます。
今年9月、Fhenixはシードラウンドで700万ドルを調達しました。主導はMulticoin CapitalとCollider Ventures、その他Node Capital、Bankless、HackVC、TaneLabs、Metaplanet、Tarun Chitra氏、Robert Leshner氏のRobot Venturesなどが参加しました。
ZKは暗号化されたデータセグメントの検証に限定され、複数のプライベートデータを統合できないため、ほとんどの暗号化計算を促進できません。一方、FHEはより高いレベルのデータセキュリティを実現し、「全体的」な暗号化機能によって前例のないユースケースをサポートできます。
したがって、Fhenixのプライバシー機能はプライバシー問題の解決だけでなく、数百もの新たなユースケースの道を開きます。例としては、ブラインドオークション、オンチェーン本人確認とKYC、リアルワールドアセットのトークン化、DAOの秘密投票などがあります。
04 総括：ZK と FHE の比較
ZKとFHEという2つの最先端のプライバシースマートコントラクトソリューションを理解した後でも、多くの読者がゼロ知識証明（ZK）と完全準同型暗号（FHE）の違いを混同しています。
両者の違いは前述の暗号の柔軟性に加え、以下のようにも整理できます：
技術的観点からまとめると、ZKは「正しさの証明」に重きを置きながらも、その主張のプライバシーを守ります。一方、FHEは「復号せずに計算を行う」ことに重点を置き、データ自体のプライバシーを保護します。
ブロックチェーン業界の発展という観点では、ZK技術を用いるプロジェクトは早くから始まっており、ZCashのような単純な送金機能から、現在開発中のスマートコントラクト対応zkVMチェーンまで、FHEに比べて遥かに多くの技術蓄積があります。一方、FHEの理論自体はZKよりもずっと後期に登場し、学術界のホットトピックでしたが、Web3プロジェクトとして資金調達を行ったのはごく最近のことです。そのため、ZKに比べて発展が遅れています。
ただし、両者に共通するのは、計算能力の発展に依存している点です。プライバシートラックの発展は、まさに計算能力の飛躍的進歩の恩恵を受けています。近年の計算力向上のおかげで、こういった先端技術がようやく一般ユーザーに届くようになったのです。
TechFlow公式コミュニティへようこそ
Telegram購読グループ：https://t.me/TechFlowDaily
Twitter公式アカウント：https://x.com/TechFlowPost
Twitter英語アカウント：https://x.com/BlockFlow_News
@BiteyeCN
