شبكة إيك: ممارسة مبتكرة لتقنية MPC بمستوى ميلي ثانية

1. نظرة عامة على شبكة Ika وتحديد موقعها

شبكة Ika هي مشروع بنية تحتية مبتكر مدعوم استراتيجياً من قبل مؤسسة Sui، مبني على تقنية الحساب الآمن متعدد الأطراف (MPC). تتميز بأسرع استجابة في أقل من ثانية، وهو ما يعد سابقة في حلول MPC. تتوافق Ika بشدة مع تصميم سلاسل الكتل Sui في المبادئ الأساسية، في المستقبل سيتم دمجها مباشرة في بيئة تطوير Sui، لتوفير وحدات أمان عبر السلاسل قابلة للتوصيل الذاتي لعقود Sui Move الذكية.

من حيث تحديد الوظيفة، تقوم Ika ببناء طبقة تحقق أمان جديدة، تعمل ك بروتوكول توقيع خاص بنظام Sui البيئي، وتقدم حلول متقاطعة معيارية لكافة الصناعات. تصميمها الطبقي يأخذ في الاعتبار مرونة البروتوكول وسهولة التطوير، ومن المتوقع أن تصبح ممارسة مهمة لتطبيق تقنية MPC على نطاق واسع في سيناريوهات متعددة السلاسل.

1.1 تحليل التكنولوجيا الأساسية

تدور تقنية شبكة Ika حول تنفيذ توقيعات موزعة عالية الأداء، وتشمل النقاط الرئيسية للابتكار:

1. بروتوكول توقيع 2PC-MPC: يستخدم خطة MPC الثنائية المحسنة، حيث يتم تقسيم عملية توقيع مفتاح المستخدم الخاص إلى عملية يشارك فيها دوران "المستخدم" و"شبكة إيكو".

2. المعالجة المتوازية: استخدام الحوسبة المتوازية لتفكيك عملية التوقيع الفردية إلى مهام فرعية متزامنة متعددة، مما يزيد بشكل كبير من السرعة بالاستفادة من نموذج المعالجة المتوازية للأشياء في Sui.

3. شبكة节点 على نطاق واسع: تدعم مشاركة آلاف العقد في التوقيع، حيث يمتلك كل عقدة جزءاً فقط من شظايا المفتاح.

4. التحكم عبر السلسلة وتجريد السلسلة: يسمح لعقود ذكية على سلاسل أخرى بالتحكم مباشرة في الحسابات على شبكة Ika، من خلال نشر عميل خفيف للسلسلة المعنية لتحقيق التحقق عبر السلسلة.

1.2 تمكين Ika المحتمل للنظام البيئي Sui

1. القدرة على التشغيل البيني عبر السلاسل: يدعم ربط الأصول على السلاسل مثل بيتكوين وإيثريوم بشبكة سوي.

2. آلية الإحتفاظ اللامركزية: توفر طريقة توقيع متعددة لإدارة الأصول على السلسلة.

3. طبقة تجريد السلسلة: تبسيط عملية التفاعل عبر السلاسل.

4. دعم تطبيقات الأتمتة الذكية: توفير آلية تحقق متعددة الأطراف لتنفيذ معاملات الذكاء الاصطناعي.

1.3 التحديات التي تواجه Ika

1. درجة قبول السوق: يحتاج إلى إيجاد توازن بين "اللامركزية" و"الأداء".

2. جدل تقنية MPC: صعوبة إلغاء صلاحيات التوقيع، وآلية استبدال العقد بحاجة إلى تحسين.

3. الاعتماد على الشبكة: يتأثر باستقرار شبكة Sui وحالة الشبكة الخاصة بها.

4. مشاكل محتملة في توافق DAG: قد تؤدي إلى تعقيد مسارات الشبكة وزيادة صعوبة ترتيب المعاملات.

2. مقارنة بين مشاريع FHE و TEE و ZKP و MPC

2.1 FHE

زاما وكونكريت:

• مترجم عام قائم على MLIR
• استراتيجية "التعزيز المتدرج"
• دعم "التشفير المختلط"
• آلية "تعبئة المفاتيح"

فينيكس:

• تحسين مجموعة تعليمات EVM
• استخدم "سجل افتراضي مشفر"
• تصميم وحدة جسر الأوركل خارج السلسلة

2.2 نقطة الإنطلاق

شبكة أواسيز:

• مفهوم "الجذر الموثوق الطبقي"
• واجهة ParaTime تستخدم تسلسل ثنائي Cap'n Proto
• "سجل المتانة" يمنع هجمات التراجع

2.3 ZKP

أزتيك:

• تقنية "التكرار التدريجي"
• خوارزمية البحث المتعمق المتوازي
• تحسين عرض النطاق الترددي لنمط "العقدة الخفيفة"

2.4 ميجا بكسل

بلوكشين بارتيسيا:

• توسيع استنادًا إلى بروتوكول SPDZ
• إضافة "وحدة المعالجة المسبقة"
• اتصالات gRPC، قناة تشفير TLS 1.3
• آلية التقسيم المتوازي لتوازن الحمل الديناميكي

ثالثاً، مقارنة تقنيات حساب الخصوصية

3.1 نظرة تقنية

• التشفير المتجانس بالكامل ( FHE ): يسمح بإجراء حسابات عشوائية في حالة التشفير، ولكن تكلفة الحساب كبيرة جداً.
• بيئة التنفيذ الموثوقة ( TEE ): تستخدم عزل الأجهزة لتنفيذ الشيفرة، مع أداء قريب من الحساب الأصلي، ولكن هناك خطر محتمل للثغرات.
• الحساب الآمن متعدد الأطراف ( MPC ): يسمح للعديد من الأطراف بالحساب معًا دون الكشف عن المدخلات الخاصة، مما يؤدي إلى تكاليف اتصال كبيرة.
• إثبات عدم المعرفة ( ZKP ): التحقق من صحة البيان دون كشف معلومات إضافية.

3.2 مشهد التكيف

• توقيع عبر السلاسل: MPC و TEE مناسبان أكثر، بينما تكلفة FHE مرتفعة للغاية.
• تطبيقات DeFi متعددة التوقيع: MPC هي السائدة، وهناك أيضًا استخدامات لـ TEE، بينما تُستخدم FHE بشكل رئيسي في منطق الخصوصية في الطبقات العليا.
• الذكاء الاصطناعي وخصوصية البيانات: مزايا FHE واضحة، يمكن استخدام MPC و TEE كمساعدات.

3.3 اختلافات في الخطة

• الأداء والكمون: TEE الأدنى، FHE الأعلى، ZKP و MPC في المنتصف.
• فرضية الثقة: لا تحتاج FHE و ZKP إلى طرف ثالث موثوق، بينما تعتمد TEE على الأجهزة، وتعتمد MPC على سلوك الأطراف المشاركة.
• القابلية للتوسع: تدعم ZKP و MPC التوسع الأفقي بشكل طبيعي، بينما تعاني FHE و TEE من قيود الموارد.
• صعوبة التكامل: TEE الأدنى، ZKP و FHE تحتاج إلى دوائر متخصصة، MPC تحتاج إلى تكامل بروتوكول.

أربعة، وجهات نظر السوق والتوقعات الفنية

وجهة نظر "FHE أفضل من TEE، ZKP أو MPC" ليست شاملة. كل تقنية لها موازنة في الأداء والتكلفة والأمان، وتناسب سيناريوهات مختلفة:

• FHE مناسب لمعالجة البيانات الحساسة للغاية، ولكن يحتاج إلى تسريع الأجهزة
• TEE ناضجة في الهواتف المحمولة وبيئة السحابة
• تعتبر MPC مناسبة لحسابات مشاركة الحالات الخاصة المتعددة.
• ZKP بارع في التحقق من الحسابات المعقدة خارج السلسلة

قد تميل بيئة الحوسبة الخاصة في المستقبل إلى دمج تقنيات متعددة بشكل تكاملي، مثل Nillion الذي يجمع بين MPC وFHE وTEE وZKP لبناء حلول معيارية. يجب أن يعتمد اختيار التقنية على احتياجات التطبيق المحددة والموازنة بين الأداء.