FHEのエコシステムを一文で理解する
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FHEのエコシステムを一文で理解する
FHEは、マシンが機密情報を処理する際にその情報について学習できないようにし、データ、モデル、出力すべてに対して機密性を提供する。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察著者：Poopman
翻訳：TechFlow
FHEは、データを復号化せずに暗号化されたデータに対して計算を行う可能性を開くものです。
ブロックチェーン、MPC、ZKP（スケーラビリティ）と組み合わせることで、FHEは必要な機密性を提供し、さまざまなオンチェーンユースケースを実現します。
FHEの現状概要
本トピックでは、以下の内容を紹介します。
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FHEの背景
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FHEの仕組み
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FHEエコシステムの5つの分野
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現在のFHEが直面する課題と解決策
さっそく始めましょう。
FHEの背景
FHEは1978年に初めて提唱されましたが、その計算複雑性により、長期間にわたり非現実的で理論的なものでした。
2009年になってCraigがFHEの実用モデルを開発して以降、FHEに関する研究関心が高まりました。
2020年、@zama_fheによるTFHEおよびfhEVMの登場により、FHEは暗号分野の注目を集めるようになりました。以来、@FhenixIOや@inconetworkといった汎用EVM互換のFHE L1/L2、@SunscreenTechのようなFHEコンパイラなどが登場しています。
FHEの仕組み
謎が入ったブラインドボックスを想像してください。このボックスは、渡された謎について何も学べませんが、数学的な計算結果を得ることは可能です。
FHEについての私の過剰に単純化した説明も参照してください。
FHEのユースケースには以下が含まれます。
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プライベートなオンチェーン計算
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オンチェーンデータの暗号化
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パブリックネットワーク上でのプライベートスマートコントラクト
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暗号化ERC20
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プライベート投票
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NFTブラインドオークション
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より安全なMPC
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フロントラン保護
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信頼不要なクロスチェーンブリッジ
FHEエコシステム
全体として、オンチェーンFHEの将来像は以下の5つの側面にまとめられます。
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汎用FHE
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FHE/HE（特定ユースケース向けアプリケーション）
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FHEアクセラレーションハードウェア
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FHEとAI
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「代替ソリューション」
汎用FHEブロックチェーンおよびツール
これらはブロックチェーンにおける機密性の柱です。SDK、コプロセッサ、コンパイラ、新しい実行環境、ブロックチェーン、FHEモジュールなどが含まれます。
最も困難なのは、FHEをEVMに導入すること、すなわちfhEVMです。
一般的な用途（例：fhEVM）
FHEツール / インフラ：
特定ユースケース向けのFHE/HE（アプリケーション）
@penumbrazone ―― tFHEを使用してマスクされた取引／プールを実現するクロスチェーンCosmos DEX（アプリチェーン）。@zkHoldem ―― ポーカーゲーム。@MantaNetworkはHEとZKPを使ってゲームの公平性を証明しています。
FHEアクセラレーションハードウェア
FHE-MLなど高負荷な計算にFHEが使用される際、ノイズ増加を抑えるためのブートストラップが重要です。
ハードウェアアクセラレーションなどのソリューションは、このブートストラップ促進において重要な役割を果たしており、特にASICの性能が優れています。
ハードウェア業界の参加企業：@Optalysys@chainreactioni0@Ingo_zk@cysic_xyz。各社はFHEのブートストラップ／計算を高速化できるチップ、ASIC、半導体などのハードウェア開発に特化しています。
FHEとAI
最近、FHEをAI/MLに統合しようとする関心が高まっています。
これにより、機械が処理中にいかなるセンシティブ情報も学習できないようにでき、データ・モデル・出力すべてに機密性を提供できます。
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AI x FHE関連企業：@mindnetwork_xyz
「代替ソリューション」
一部のプロジェクトでは、FHEの代わりにMPCを使って高価値データを保護し、「ブラインド計算」を実行しています。また別のプロジェクトでは、ZKSNARKを使って暗号化データ上でのFHE計算の正しさを保証しています。代表例：@nillionnetwork、@padolabs
現在のFHEが直面する課題と解決策
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開発者にとって使いづらい
現時点では、標準化されたアルゴリズムや包括的なFHEツールのサポートが不足しています。
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高い計算オーバーヘッド（コスト）
ノイズ管理や複雑な計算によるブートストラップが、ノードの中心化を引き起こす可能性があります。
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不安全なオンチェーンFHEのリスク
閾値型復号システムの安全性を確保するには、復号鍵をノード間で分散させる必要があります。しかし、FHEのオーバーヘッドが大きいため、検証者数が少なくなり、共謀の可能性が高まるおそれがあります。
解決策？
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プログラマブルブートストラップ：
ブートストラップ中に計算を適用できるため、アプリケーション固有でありながら効率を向上させられます。
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ハードウェアアクセラレーション
FHEのパフォーマンスを加速するために、ASIC、GPU、FPGAおよびOpenFHEライブラリの開発を進めます。
より良い閾値型復号システム
簡単に言えば、オンチェーンFHEの安全性を高めるには、以下の条件を満たせるシステム（MPCでも可）が必要です。
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低遅延
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非中央集権的なノードの参入障壁の低下
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フォールトトレランス性
詳細については、@0xArnavによる技術的な解説を参照してください。
以上です。正直に言って、この投稿は氷山の一角にすぎません。FHEのエコシステムについては、まだ多くのことが学べます。
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