شبكة Ika: بنية تحتية لـ MPC على مستوى المللي ثانية في نظام Sui البيئي

1. نظرة عامة على شبكة Ika وتحديد موقعها

شبكة Ika هي بنية تحتية مبتكرة لمشاركة الحسابات الآمنة (MPC) مدعومة استراتيجياً من قبل مؤسسة Sui. من أبرز ميزاتها سرعة استجابة تبلغ جزء من الثانية، وهو أمر غير مسبوق في حلول MPC. تتوافق Ika مع Sui في مفاهيم التصميم الأساسية مثل المعالجة المتوازية والهندسة المعمارية اللامركزية، وستتم دمجها مباشرة في بيئة تطوير Sui، لتوفير وحدات أمان عبر السلاسل القابلة للتوصيل للمتعاقدات الذكية Sui Move.

من حيث تحديد الوظائف، تقوم Ika بإنشاء طبقة جديدة للتحقق الآمن: تعمل كبرتوكول توقيع مخصص لنظام Sui البيئي، وتقدم حلول عبور سلسة موحدة لجميع الصناعات. تصميمها الطبقي يأخذ في الاعتبار مرونة البروتوكول وسهولة التطوير، ومن المتوقع أن تصبح حالة عملية مهمة لتطبيق تقنية MPC على نطاق واسع في سيناريوهات متعددة السلاسل.

1.1 تحليل التقنية الأساسية

تتمحور التقنية المستخدمة في شبكة Ika حول توقيع موزع عالي الأداء، وتشمل الابتكارات الرئيسية ما يلي:

• بروتوكول توقيع 2PC-MPC: يستخدم خطة MPC المحسّنة الثنائية، حيث يتم تقسيم عملية التوقيع إلى عملية يشارك فيها "المستخدم" و"شبكة Ika".
• المعالجة المتوازية: استخدام الحوسبة المتوازية لتفكيك عملية التوقيع الواحدة إلى مهام فرعية متزامنة متعددة، مما يعزز السرعة بشكل كبير.
• شبكة العقد الكبيرة: تدعم مشاركة الآلاف من العقد في التوقيع، حيث تمتلك كل عقدة جزءًا فقط من شظايا المفتاح.
• التحكم عبر السلاسل وتجريد السلاسل: يسمح للعقود الذكية على سلاسل أخرى بالتحكم مباشرة في حسابات شبكة Ika (dWallet).

1.2 التأثير المحتمل لـ Ika على نظام Sui البيئي

من المحتمل أن تؤثر Ika على Sui في الجوانب التالية بعد الإطلاق:

1. تعزيز القدرة على التشغيل البيني عبر السلاسل، ودعم الوصول إلى شبكة Sui بأصول مثل بيتكوين وإيثريوم مع انخفاض الكمون وارتفاع الأمان.
2. يوفر آلية تخزين الأصول اللامركزية، مما يجعلها أكثر مرونة وأمانًا مقارنةً بالتخزين المركزي التقليدي.
3. تبسيط عمليات التفاعل عبر السلاسل، بحيث يمكن لعقود Sui الذكية التعامل مباشرة مع أصول السلاسل الأخرى.
4. توفير آلية تحقق متعددة الأطراف لتطبيقات الذكاء الاصطناعي الآلي، مما يعزز أمان المعاملات.

1.3 التحديات التي تواجه Ika

على الرغم من أن Ika مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بـ Sui، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات لتصبح "معيارًا عالميًا" للتشغيل البيني عبر السلاسل.

1. يجب السعي لتحقيق توازن أفضل بين اللامركزية والأداء لجذب المزيد من المطورين والأصول.
2. لا تزال مشكلة إلغاء صلاحيات التوقيع في خطة MPC بحاجة إلى الحل.
3. تعتمد على استقرار شبكة Sui، وقد تتطلب التحديثات الكبيرة المستقبلية لـ Sui تعديل Ika.

٢. مقارنة المشاريع المعتمدة على FHE و TEE و ZKP أو MPC

2.1 FHE

زما & كونكريت:

• مترجم عام قائم على MLIR
• استراتيجية "توزيعBootstrap المتدرج" لتقليل التأخير
• يدعم "الترميز المختلط" لتحقيق التوازن بين الأداء والتوازي
• آلية "تغليف المفاتيح" تقلل من تكاليف الاتصال

فينيكس:

• تحسين مجموعة التعليمات EVM الخاصة بالإيثيريوم
• استخدم "سجل افتراضي مشفر"
• تصميم وحدة جسر أوراكل خارج السلسلة لتقليل تكلفة التحقق على السلسلة

2.2 نقطة الإنطلاق

شبكة أواسيس:

• إدخال مفهوم "الجذر الموثوق الطبقي"
• تستخدم واجهة ParaTime تسلسل ثنائي باستخدام Cap'n Proto
• تطوير وحدة "سجل المتانة" لمنع هجمات التراجع

2.3 زك

أزتيك:

• دمج تقنية "الاستدلال التزايدي" لتغليف إثباتات المعاملات
• كتابة خوارزمية بحث متعمق موازية باستخدام Rust
• توفير "وضع العقد الخفيفة" لتحسين النطاق الترددي

2.4 ميجا بكسل

بارتيسيا بلوكتشين:

• توسيع مستند على بروتوكول SPDZ، وإضافة "وحدة المعالجة المسبقة"
• استخدام اتصالات gRPC، قناة تشفير TLS 1.3
• آلية الشظايا المتوازية المدعومة بتوازن التحميل الديناميكي

٣. حساب الخصوصية FHE و TEE و ZKP و MPC

3.1 نظرة عامة على حلول حساب الخصوصية المختلفة

• التشفير المتجانس ( FHE ): يسمح بإجراء حسابات عشوائية في حالة التشفير، وهو مكتمل من الناحية النظرية ولكنه يتطلب تكلفة حسابية عالية.
• البيئة التنفيذية الموثوقة ( TEE ): منطقة أمان معزولة يقدمها المعالج، أداء قريب من الأداء الأصلي ولكنه يعتمد على ثقة الأجهزة.
• الحساب الآمن المتعدد الأطراف (MPC): الحساب المشترك بين عدة أطراف دون تسرب المدخلات الخاصة، بدون نقطة ثقة واحدة لكن بتكلفة اتصال عالية.
• إثبات عدم المعرفة ( ZKP ): التحقق من صحة بيان ما دون الكشف عن معلومات إضافية.

3.2 FHE، TEE، ZKP و MPC سيناريوهات التكيف

التوقيع عبر السلاسل:

• MPC مناسب للتعاون متعدد الأطراف، لتجنب تعرض مفتاح خاص أحادي النقطة
• يمكن لـ TEE التوقيع بسرعة عبر شريحة SGX، ولكن هناك مشكلة في ثقة الأجهزة
• نظرية FHE ممكنة ولكن التكلفة كبيرة جداً

مشهد DeFi ( محفظة متعددة التوقيع، تأمين خزنة، وصاية مؤسسية ):

• MPC هي الطريقة السائدة، وتقوم بتوزيع مخاطر الثقة.
• TEE تُستخدم لضمان عزل التوقيع، لكنها لا تزال تعتمد على ثقة الأجهزة.
• FHE يُستخدم بشكل رئيسي لحماية منطق الخصوصية في الطبقات العليا

الذكاء الاصطناعي وخصوصية البيانات:

• تتمتع FHE بمزايا واضحة، حيث يمكن تحقيق الحسابات المشفرة بالكامل
• MPC مناسب للتعلم المشترك، ولكن تكلفة الاتصالات عالية عند مشاركة عدة أطراف
• يمكن لـ TEE تشغيل النماذج مباشرة في بيئة محمية، ولكن هناك مشاكل مثل قيود الذاكرة.

3.3 اختلافات الحلول المختلفة

الأداء والكمون: FHE > ZKP > MPC > TEE ( من الأعلى إلى الأدنى )

فرضية الثقة: FHE/ZKP (مسألة رياضية) > MPC (نموذج نصف صادق) > TEE (ثقة الأجهزة)

قابلية التوسع: ZKP / MPC > FHE / TEE

صعوبة التكامل: نقطة الإنطلاق > MPC > ZKP / FHE

4. مناقشة وجهة نظر "FHE أفضل من TEE، ZKP أو MPC"

FHE ليست متفوقة على غيرها من الحلول في جميع النواحي. هناك موازنات بين التقنيات من حيث الأداء والتكلفة والأمان.

• نظرية FHE توفر حماية قوية للخصوصية، ولكن الأداء الضعيف يحد من التطبيقات
• توفر TEE و MPC نماذج ثقة مختلفة وسهولة في النشر
• ZKP يركز على التحقق من الصحة

قد تميل بيئة الحوسبة الخاصة في المستقبل إلى تكميل وتكامل تقنيات متعددة مثل Nillion وMPC وFHE وTEE وZKP. يجب أن يعتمد اختيار التقنية على متطلبات التطبيق المحددة وتوازن الأداء، لبناء حلول معيارية.