FHE:完全準同型暗号の未来と課題

完全同型暗号化(FHE)は、暗号化されたデータ上で直接計算を行うことを許可する高度な暗号化技術であり、プライバシーを保護しながらデータを処理することができます。FHEは、金融、医療、クラウドコンピューティングなどの複数の分野に潜在的な応用がありますが、現在の商業化には時間が必要であり、主にその巨大な計算およびメモリのオーバーヘッドに制約されています。

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FHEの基本原理は多項式を使用して原文情報を隠し、複雑な暗号化操作を通じて暗号化データの計算を実現することです。ノイズの蓄積の問題を解決するために、FHEは鍵の切り替え、モジュラスの切り替え、およびブートストラップなどの技術を採用しています。現在の主流のFHE方案にはBGV、BFV、CKKSなどがあります。

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通常の計算と比較して、完全同型暗号化(FHE)の計算コストは数百万倍高くなる可能性があります。そのため、アメリカ国防総省の高度研究計画局(DARPA)はDpriveプログラムを開始し、FHEの計算速度を通常の計算の1/10に向上させることを目指しています。このプログラムは、プロセッサのワード長を増やすこと、専用ASICチップを構築すること、並列アーキテクチャを設計することなどの側面から取り組んでいます。

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ブロックチェーン分野では、完全同型暗号化はチェーン上のプライバシー、AIトレーニングデータのプライバシー、プライバシー投票などを保護するために使用されます。一部のプロジェクト、例えばFhenixやInco Networkなどが、ブロックチェーンにおける完全同型暗号化の応用を探求しています。Zamaは重要な完全同型暗号化のインフラストラクチャプロバイダーであり、fhEVMなどのツールを開発しています。

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FHEは巨大な課題に直面していますが、専用チップなどの技術の進展、および国防、金融、医療などの重要な分野での需要の推進に伴い、FHE技術は今後画期的な進展を遂げることが期待されています。現在、FHEはまだ初期段階にあり、その発展動向には注目する価値があります。

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