イーサリアムの共同創設者ヴィタリック・ブテリン氏は、「暗号学における最も困難な問題は依然として未解決だ」と述べました。

難読化が実際に行うこと

暗号資産業界の関係者は、転送中のデータを隠す「暗号化」や、データを明かさずにその正当性を検証する「ゼロ知識証明」には馴染みがあるでしょう。一方、難読化はそれとは異なる働きをします。つまり、コードそのものを隠すのです。

次のように考えてみてください。暗号化は手紙を封筒の中に封じ込めるものです。一方、難読化は、その手紙を書く機械そのものを撹乱し、その動作を見ている人であっても、誰もその仕組みを解明できないようにするものです。

ヴィタリック・ブテリン氏が最新のブログ記事で説明した具体的な手法は、「判別不能オブラフスケーション（indistinguishability obfuscation）」、略してiOと呼ばれています。平たく言えば、iOとは、2つのプログラムが同じ動作をするものの、内部ロジックが異なっている場合、オブラフスケーションが施されるとそれらを見分けることができないことを意味します。 プログラムは実行され、実際の出力を生成しますが、その過程については一切明かされません。

なぜブロックチェーンにこれが必要なのか

この分析の中で、ブテリンはiOをブロックチェーンのユースケースに直接結びつけました。難読化されたプログラムは、自身のコピーを防止することはできません。つまり、残高や取引記録のような状態情報を保持することはできません。それこそが、ブロックチェーンの役割です。

この二つを組み合わせると、ブテリンは次のように記しています。その結果、いわば「信頼不要な信頼できる第三者」に近いものが生まれます。つまり、システムを構築した人々を誰も信頼する必要なく、ルールを適用し、入力を処理し、正当な出力を生成するシステムです。

具体的な例としては、マルチシグ委員会も、少人数のグループによる信頼されたセットアップも、少なくとも一部の参加者が誠実であることを前提とする必要もない、安全でプライバシーが保護され、改ざん耐性のある投票システムが挙げられます。

これまでの進展

研究者たちは、証明可能な安全性を備えたiOの構築に約20年間取り組んできた。初期のアプローチは繰り返し破綻した。ブテリンは、2001年の重要な研究成果を引用し、理想的な難読化は数学的に不可能であることを示した。その後、研究者たちは次善の目標としてiOに焦点を移した。

近年、この分野は画期的な進展を遂げました。暗号研究者たちは現在、ブテリンが「妥当なセキュリティ仮定」と呼ぶ条件下でiOを実現する構成法を確立しています。これは真の進歩です。

問題：宇宙の寿命より長い実行時間

問題は実行時間です。現在のiOスキームは技術的には多項式時間であり、入力サイズに比例してスケーリングし、指数関数的に膨れ上がることはありません。しかし、ブテリンは実際のオーバーヘッドを「銀河系規模」と表現しました。

これらのスキームは、高度な暗号ツールを何層にも重ねて内部に組み込むことで機能します。各層は、その下の層を包み込むように構成されています。 その結果、単一の入力を処理するのに10の10乗を超えると推定されるオーバーヘッド要因を必要とするシステムとなり、セキュリティ要件により、暗号文のサイズは標準的な構成よりも数千倍も大きくなります。 ブテリン氏の推定によると、現在のスキームにおける予想実行時間は、宇宙の年齢を超えると言われています。

今後の3つの道

ブテリン氏は、研究者が追求している3つの道筋を概説しました：

• よりスマートなエンジニアリングとAIの支援を活用して、既存の構造の「タワー」を最適化し、各ボトルネックを桁違いに削減する。これは、2010年以降にSNARKのパフォーマンスが劇的に向上したのと同様のアプローチである。
• より大胆だが単純な暗号学的仮定を用いてiOを構築し、理論的な厳密さを多少犠牲にして実用的な速度を優先する。
• 格子ベースの数学を超える、まったく新しい難読化手法を発見する。

暗号技術への意味

ブテリン氏は、その重要性を率直に述べました。いずれかの道が成功すれば、信頼できる第三者を通じて記述可能なあらゆるプロトコルを、その第三者なしで構築できる暗号学の形態が実現します。これには、プライベートなスマートコントラクト、匿名の認証システム、機密データに対する暗号化計算、そして内部関係者による不正操作が不可能なガバナンスシステムなどが含まれます。

「どの道で成功しても報酬は大きい。ある意味で、我々は『暗号学を解決した』ことになるだろう。つまり、理想化された信頼できる第三者を用いて記述可能なプロトコルであれば、攻撃者が時間を巻き戻すことを許容される限り、安全に実装可能になるのだ。 しかし、そこに到達するには依然として途方もない課題が残っている」とブテリンは締めくくった。この技術はまだ実用段階には至っていない。しかし、ブテリンが記したように、そのロードマップはかつてないほど明確になっている。