다음 강세장 이야기는? 개인 정보 보호 트랙의 두 가지 주요 기술 경로와 잠재적 프로젝트에 대한 개요
원저자: Biteye 핵심 기여자 Fishery Isla
원편집자: Biteye 핵심 기여자 Crush
이더리움과 더 넓은 블록체인 내러티브를 위한 확장 솔루션을 출시하는 우수한 팀이 많이 있으며, 확장이 해결해야 할 유일한 문제는 아닙니다.
다음으로 구현해야 할 핵심 기능은 프라이버시(프라이버시)인데, 최근 발행시장 인프라 투자에서 프라이버시 트랙이 화두로 떠오르고 있다.
이 기사에서는 널리 사용되는 두 가지 프라이버시 체인 기술 경로인 영지식 증명(Zero Knowledge Proof)과 완전 동형 암호화(Fully Homomorphic Encryption)의 구현을 소개하고, 시청할 수 있는 관련 잠재적 프로젝트도 소개합니다.
먼저 질문에 대해 논의해 보겠습니다. Web3에는 개인정보 보호 애플리케이션 시나리오가 있습니까?
01 Web3에 개인정보 보호가 필요한 이유는 무엇입니까?
기존 주류 체인은 모두 공개 원장으로 모든 거래가 체인에서 이루어지므로 주소나 계좌와 관련된 자산 정보가 포함된 상태 변경이 공개적이고 투명함을 의미합니다.
처음에 정보 투명성은 합의 보안을 감독하기 위해 설정된 부수적인 기능에 불과했지만 산업이 발전함에 따라 합의 메커니즘은 점차 최적화되고 개선되며 신뢰할 수 있게 되었으며 투명한 공개 원장은 점차 기술적 서비스를 제공하는 기능이 되었습니다. 중재:
채굴자는 수수료를 기준으로 거래를 선택적으로 패키지할 수 있으므로 수수료가 낮은 거래는 처리될 가능성이 낮아져 사용자가 가스 요금을 인상하게 됩니다. 더욱 걱정스러운 것은 공개 원장을 모니터링해 채굴자나 블록 생산자들이 앞다퉈 공격하고 검열 공격을 하는 것입니다.
체인의 구매 주문을 모니터링하고 소매 구매 주문이 완료되기 전에 자체 구매 주문을 추가함으로써 이로 인해 큰 보안 문제가 발생했으며 지난 해 MEV는 시장 자금에서 거의 20억 달러를 성공적으로 추출했습니다.
이러한 거대하고 지속적인 자금 유출은 암호화폐 시장의 발전에 있어 커다란 숨겨진 위험이라고 할 수 있습니다.
동시에 개인 정보 보호 지원이 없으면 사용자는 데이터 소유권을 잃게 됩니다. 해당 주소의 자산정보, 거래정보 등을 모니터링하고 사용할 수 있습니다. 이는 Web3의 비전에 어긋납니다.
따라서 확장 문제가 해결되면 프라이버시 스마트 계약 체인이 다음으로 구현해야 할 시급한 기능이 됩니다.
개인 정보 보호 스마트 계약을 구현하기 위해 현재 세 가지 기술 경로가 채택됩니다.
1) Secret Network, Oasis Network로 대표되는 TEE(Trusted Execution Environment) 솔루션이 출시되었으나 미미한 상황이다.
2) 이더리움의 zk-rollup을 통해 대중의 주목을 받은 ZK(영지식 증명) 원칙에 기반한 zkVM 솔루션;
3) FHE(완전 동형 암호화) 솔루션은 최근에야 시장에 진입했습니다.
TEE 기술은 가장 성숙하고 관련 문서가 많이 있으며, 관심 있는 독자는 스스로 학습하거나 위에서 언급한 프로젝트를 방문하여 직접 경험할 수 있습니다. 따라서 이 기사에서는 보다 주제적인 zkVM 및 FHE 솔루션에 중점을 둘 것입니다.
02 영지식증명
zkEVM 및 zkVM
대부분의 ZK 솔루션은 이더리움을 기반으로 구축된 솔루션(zkEVM)과 맞춤형 구축 솔루션(zkVM)의 두 가지 진영으로 분류되므로 서로 다른 기본 트레이드오프 및 기본 매개변수 세트를 사용하여 구축하도록 선택할 수 있습니다.
zkEVM은 프로그램, 운영, 입력 및 출력의 정확성을 보장하는 이더리움 가상 머신과 호환되는 영지식 증명 친화적인 가상 머신입니다.
zkEVM 모델은 이더리움 블록체인 위에 구축되어 이더리움의 강점과 약점을 통합합니다.
이더리움 네트워크와의 호환성에 최적화되어 있기 때문에 이더리움의 대규모 사용자 기반의 이점을 누리고 이를 기반으로 개발자가 개발하기가 더 쉽습니다(이는 다수의 Solidity 개발자와 실행 클라이언트를 포함한 인프라 때문입니다). ).
그러나 이는 영지식 증명 및 기타 개인정보 보호 조치를 통합하는 능력이 이더리움 네트워크에 내장된 제한 사항으로 제한된다는 의미이기도 합니다.
zkEVM 모델이 이더리움 모델을 완전히 시뮬레이션하는 데 가까워질수록 증명을 생성하는 데 시간이 더 오래 걸리므로 성능 측면에서 더 많은 비용을 지불하게 됩니다.
블록체인에서 계산이 이루어지기 때문에 모든 거래는 완전히 공개되고 투명하므로 일부 응용 프로그램에는 유리하지만 다른 응용 프로그램에서는 이러한 개인 정보 보호 부족이 불합리하거나 안전하지 않습니다(예: 민감한 개인 금융 정보와 관련된 응용 프로그램).
zkVM은 영지식 증명을 통해 보안과 검증 가능한 신뢰성을 보장하는 가상 머신입니다. 이전 상태와 프로그램을 입력하면 신뢰할 수 있는 방식으로 새 상태를 반환합니다. 환경을 최적화하고 영지식 증명을 온체인 거래에 통합하는 것을 더 저렴하고 효율적이며 더 쉽게 만들 수 있습니다.
본질적으로, 올바른 zkVM을 사용하면 모든 애플리케이션이 모든 거래에서 영지식 증명을 사용하는 것이 상대적으로 쉽습니다. 진정한 zkVM은 ZK의 첫 번째 원칙을 바탕으로 구축되었으며 기술 스택의 모든 부분에 통합되어 있습니다.
이더리움은 완전히 개방적이고 투명한 블록체인이기 때문에 개발자들이 지금 프라이버시를 도입하려고 한다면 처음부터 프라이버시를 지원하는 블록체인만큼 성능이 좋지는 않을 것입니다.
엔지니어링 관점에서 볼 때 이는 개발자가 이러한 유형의 분야에서 작동하도록 설계되지 않은 프로그램을 코딩해야 하므로 회로가 거대하고 복잡해지기 때문에 어렵습니다.
따라서 zkVM의 성능은 zkEVM의 성능보다 우수하며 매우 가치 있는 기술 솔루션입니다.
이미 zkVM을 사용하는 몇 가지 솔루션이 등장했습니다.예를 들어 L1: Aleo, Mina 등, L2: Aztec 등이러한 프로젝트에 대한 시장 기대치는 상대적으로 높으며 참여 비용 효율성도 높지 않습니다.여기 매복에 더 적합한 zkVM 프로젝트가 있습니다.
Ola Network
Ola는 확장 가능한 개인 정보 보호 및 규정 준수에 최적화된 ZKVM 롤업 플랫폼으로, 주요 기능은 프로그래밍 가능한 개인 정보 보호, 확장성 및 다국어 호환성입니다. Ola는 프로그래밍 가능한 다양한 레이어 1 블록체인에 개인 정보 보호 및 확장 기능을 추가할 수 있는 범용 레이어 2 확장 솔루션을 목표로 합니다.
Ola는 최근 Token Metrics Ventures, J 17 Capital, Skyland Ventures, LD Capital 및 CatcherVC의 참여로 Web3 Ventures 및 Foresight Ventures가 주도하는 시드 펀딩에서 300만 달러를 모금했습니다.
Ola의 주요 제품에는 ZK에 최적화된 가상 머신 Ola-VM과 스마트 계약 언어 Ola-lang이 있습니다.
Ola-lang은 ZK-VM을 기반으로 개발된 범용 언어로 프로그래밍 가능성이 더 높습니다. 개발자는 Ola-lang을 사용하여 퍼블릭 체인이든 기업 수준 프라이빗 체인이든 모든 유형의 스마트 계약을 유연하게 배포할 수 있습니다.
ZK에 최적화된 가상 머신 Ola-VM은 축소된 명령 세트 아키텍처를 사용하여 완전한 ZK 지원 및 비결정적 컴퓨팅을 통해 더 나은 성능을 달성합니다.
간단히 말해서 Ola는 선택적 개인 정보 보호 및 프로그래밍 기능을 갖춘 레이어 2 인프라를 구축하고 있습니다.
이를 통해 퍼블릭 체인은 네트워크 보안을 상속하는 동시에 해당 검증 계약을 배포하여 개인 정보 보호 및 성능 확장과 같은 기능을 얻을 수 있습니다.
이 접근 방식은 퍼블릭 체인의 프로그래밍 가능성 및 분산화 기능을 희생하는 것을 방지합니다. 개발자는 온체인을 변경하지 않고도 필요에 따라 다양한 퍼블릭 체인에 개인 정보 보호 및 확장 솔루션을 추가할 수 있습니다.
이는 맞춤형 개인 정보 보호 및 확장성을 제공할 뿐만 아니라 퍼블릭 체인의 개방형 특성을 유지합니다.
현재 Ola는 2024 Ola 공개 테스트넷 자격을 얻고 NFT와 같은 보상을 받기 위해 Ola Gala에서 작업을 열었습니다.
또한, 11월 10일 Ola 공식 웹사이트에서 Devnet 테스트 네트워크 애플리케이션을 오픈했습니다. 개발자들은 이 애플리케이션에 주의를 기울일 수 있습니다. 선정된 인력은 보상, 기술 지원, 개발자 리소스, Ola 메인 네트워크에 Dapp 배포 및 기타 기회를 받을 수 있습니다.
03 완전동형암호화
완전동형암호(Fully Homomorphic Encryption)는 블록체인에 적용된 신기술로, ZK 열풍 이후 기관에서 더욱 각광받는 퍼블릭 체인 솔루션 중 하나입니다. 새로운 컨셉으로 현재 프로젝트 수가 상대적으로 적고 모두 초기 단계에 있으므로 매복할만한 가치가 있습니다.
완전 동형 암호화는 오래 전부터 암호화 커뮤니티에서 제기된 공개 문제로, 1978년 초 Rivest, Adleman 및 Dertouzos가 은행 애플리케이션의 맥락에서 이 개념을 제안했습니다.
데이터 저장 보안에 중점을 둔 일반적인 암호화 방식과 비교할 때, 동형암호 방식의 가장 흥미로운 점은 데이터 처리 보안에 중점을 둔다는 것입니다.
구체적으로 동형암호는 개인 데이터를 암호화하는 기능을 제공하는데, 동형암호 방식에서는 다른 참가자가 개인 데이터를 처리할 수 있지만 처리 과정에서 원본 내용이 공개되지 않으며 동시에 비밀을 갖게 됩니다. 키는 처리된 데이터를 해독하며, 얻은 결과는 처리 후 정확히 정확한 데이터입니다.
예를 들어, 앨리스가 금 조각을 구입하고 일꾼들이 그것을 깨뜨려 목걸이를 만들길 원했는데, 일꾼들이 금 조각을 가공했지만 금을 얻지 못하는 방법이 있을까요?
이 문제를 해결하기 위해 앨리스는 밀봉된 상자에 금덩이를 열쇠 하나로 잠글 수 있습니다. 이 상자에는 구멍이 2개 있고, 구멍마다 장갑이 설치되어 있습니다. 작업자는 장갑을 착용하여 상자 내부를 검사할 수 있습니다. 금덩이는 금 덩어리를 훔치지 않고 처리되었습니다.
처리가 완료된 후 ALICE는 상자 전체를 다시 가져오고 자물쇠를 열고 처리된 목걸이를 얻습니다.
여기서, 박스는 올인원 암호화 알고리즘에 해당하고, 워커 프로세싱은 동형 특성을 수행하는 연산에 해당하며, 데이터를 얻을 수 없는 조건에서 암호화 결과를 직접 처리한다.
완전 동형 암호화 애플리케이션 시나리오
Web2에서는 동형암호가 클라우드 컴퓨팅에 거의 맞춤화되어 있습니다. 다음 시나리오를 생각해 보십시오. 사용자가 데이터를 처리하고 싶지만 컴퓨터의 컴퓨팅 성능이 약하여 제때에 결과를 얻을 수 없는 경우 사용자는 클라우드 컴퓨팅 개념을 사용하여 클라우드를 통해 데이터를 처리하고 결과를 받아보세요. .
하지만 데이터가 클라우드로 직접 전달되면 보안이 보장되지 않습니다. 따라서 그는 먼저 동형 암호화를 사용하여 데이터를 암호화한 다음 클라우드가 암호화된 데이터를 직접 처리하고 처리 결과를 그에게 반환하도록 할 수 있습니다.
이런 방식으로 사용자는 클라우드 서비스 제공자에게 비용을 지불하고, 처리 결과를 받고, 클라우드 서비스 제공자는 수수료를 받습니다. 완전 동형 암호화는 컴퓨팅 능력에 의해 제한된다는 단점도 있습니다.
계산 비용이 많이 듭니다. 완전 동형 암호화에는 기존 암호화보다 더 복잡한 수학적 알고리즘과 더 큰 암호 텍스트가 필요하므로 암호화된 데이터에 대한 작업이 더 느리고 리소스 집약적입니다.
계산상의 비효율성: FHE(완전 동형 암호화)는 암호화된 데이터에 대한 덧셈, 곱셈, 지수화 등의 산술 연산만 지원합니다. 정렬, 검색, 문자열 조작 등 더 복잡한 기능을 처리하려면 실행 전에 더 지루한 처리가 필요합니다. 높은 컴퓨팅 성능 요구 사항.
다행스럽게도 우리는 컴퓨팅 파워가 폭발적인 시대에 살고 있으며, FHE 및 Web3 개발의 발전으로 컴퓨팅 파워 성능과 비용이 FHE의 요구 사항에 부합할 것으로 예상됩니다. 따라서 지금은 FHE 트랙을 매복 공격하기에 좋은 시기입니다.
Fhenix
Fhenix는 EVM 스마트 계약에 암호화된 데이터 계산 기능을 제공할 수 있는 완전 동형 암호화 기술을 채택한 최초의 블록체인입니다.
Fhenix가 사용하는 fhEVM은 원래 블록체인 및 인공 지능을 위한 오픈 소스 암호화 솔루션을 구축하는 암호화 회사 Zama가 개발했으며 전략적 파트너십을 통해 Fhenix Network와 통합되었습니다.
또한 Fhenix는 Arbitrum의 Nitro 유효성 검사기와 Zama의 완전 동형 링 암호화 녹 라이브러리 tfhe-rsr도 사용합니다. 이는 Zama와 Fhenix의 긴밀한 관계를 보여줍니다.
Zama의 공식 웹사이트에는 해당 회사가 일부 최첨단 Web2 사용 사례에 대해 FHE 기반 Web3 솔루션을 제공하고 있음이 나와 있습니다. 예를 들어 얼굴 인식, 음성 인식 및 스마트 계약(Fhenix가 현재 수행하고 있는 작업) 등 Zame이 향후 이러한 모든 애플리케이션을 Fhenix 생태계에 통합할 것으로 기대할 수 있습니다.
Fhenix는 올해 9월 Multicoin Capital 및 Collider Ventures가 주도하고 Node Capital, Bankless, HackVC, TaneLabs, Metaplanet, Tarun Chitra 및 Robert Leshner의 Robot Ventures가 참여하는 시드 라운드에서 700만 달러를 모금했습니다.
암호화된 데이터 세그먼트만 확인할 수 있고 여러 당사자의 개인 데이터를 병합할 수 없으므로 대부분의 암호화 계산을 용이하게 할 수 없는 zk와 비교하여 FHE는 더 높은 수준의 데이터 보안을 허용합니다."전반적인"암호화 기능은 전례 없는 사용 사례를 가능하게 합니다.
따라서 Fhenix의 개인 정보 보호 기능은 개인 정보 보호 문제를 해결할 뿐만 아니라 블라인드 경매, 온체인 인증 및 KYC, 실제 자산의 토큰화, DAO의 비공개 투표 등 수백 가지의 새로운 사용 사례에 대한 길을 열어줍니다.
04 요약: ZK와 FHE 비교
두 가지 최첨단 개인 정보 보호 스마트 계약 솔루션인 ZK와 FHE를 이해한 후에도 많은 독자들은 영지식 증명(ZK)과 완전 동형 암호화의 두 가지 기술 경로에 대해 여전히 혼란스러워합니다.
위에서 언급한 암호화 유연성 외에도 둘 사이의 차이점은 다음에도 반영됩니다.
기술적인 관점에서 요약하자면, ZK는 진술의 정확성을 입증하고 개인 정보를 보호하는 데 중점을 두고 있으며, FHE는 암호 해독 없이 계산을 수행하고 데이터의 개인 정보를 보호하는 데 중점을 둡니다.
블록체인 산업 발전의 관점에서 볼 때 ZK 기술을 활용한 프로젝트는 일찍이 개발되었으며, 전송 기능만 있는 ZCash부터 현재 개발 중인 스마트 계약을 지원하는 zkVM 블록체인까지 FHE보다 더 많은 블록체인이 있습니다. 산업 기술이 축적되었고, FHE 이론은 ZK보다 훨씬 늦게 탄생해 학계의 핫스팟이 되었고, FHE 기술을 자금 조달에 활용하는 Web3 프로젝트가 최근에야 등장했기 때문에 ZK보다 개발이 더디게 시작되었습니다.
컴퓨팅 파워의 발전과 프라이버시 트랙의 발전이라는 두 가지 공통점이 컴퓨팅 파워 폭발의 배당금을 누려왔다. 이러한 최첨단 기술을 사용자가 실제로 사용할 수 있게 된 것은 최근 몇 년간 컴퓨팅 성능이 향상되었기 때문입니다.
참고자료
[ 01 ] Beyond ZK: The Definitive Guide to Web3 Privacy (Part 2)
[ 03 ] Ola: A ZKVM-based, High-performance and Privacy-focused Layer 2 platform
[ 04 ] FHE-Rollups: Scaling Confidential Smart Contracts On Ethereum And Beyond – Whitepaper
