ゼロ知識証明の世界に意味のあるアップグレードがもたらされました。A16z cryptoは、楕円曲線暗号を量子コンピューターによる攻撃に耐える格子ベースのアーキテクチャに置き換えた、オープンソースのzkVMの刷新版「Lattice Jolt」をリリースしました。
結果：前のバージョンと比較して2〜3倍速い証明時間、証明サイズは65〜80KB、メモリ使用量は約半分に削減。
Lattice Joltが実際にどのように異なるのか
本質的に、このアップグレードは暗号学的な基盤を置き換えます。2024年4月にリリースされたオリジナルのJoltは、楕円曲線数学に基づく多項式コミットメントスキームであるDoryに依存していました。
Lattice Joltは、Doryを「Akita」と呼ばれる新しい多項式コミットメント方式に置き換えました。多項式コミットメント方式とは、基盤となるデータを明かすことなく、証明者が計算が正しく行われたことを検証者に納得させる仕組みです。Akitaは、NISTの耐量子計算標準に準拠した128ビットのセキュリティ強度を持つモジュラーSIS仮定に基づく格子数学を使用してこれを実現します。
Akitaは、LayerZero、カーネギーメロン大学、南カリフォルニア大学が共同で開発しました。これは、最初の本番対応の格子ベースの多項式コミットメント方式であり、信頼できる儀式を必要としない透明なセットアップをサポートします。
実パフォーマンス面では、この数値は無視できません。Lattice Joltは、CPUのみで動作させた場合、最大200万回のRV64IMACサイクル/秒を実現し、GPUは不要です。GPUアクセラレーションを有効にすると、この数値は1000万回/秒を超えます。前回の設定と比較して、1サイクルあたりのメモリ使用量は約300バイトから200バイトに低下しました。
証明のサイズも同様の傾向を示しています。Lattice Joltの証明は65〜80KBと、ハッシュベースの耐量子暗号システムで一般的な200KB以上よりもはるかに小さいです。
なぜ現在、量子耐性セキュリティが重要なのか
今日の暗号を破ることができる量子コンピュータはまだ存在しません。しかし、この脅威モデルは、量子マシンが現在できることではなく、将来的に到達した際に可能になること、そして現在収集された暗号化されたデータが後で復号化される可能性に関するものです。
NISTは2024年に最初のポスト量子暗号標準を最終決定し、それ以来、セキュリティ業界全体は量子耐性のある基盤への移行を進めてきました。高次元格子を含む数学的問題の難しさに依存する格子ベースの暗号は、NISTが推奨した主要なアプローチの一つです。Akitaは128ビットセキュリティにおけるModule-SIS仮定に基づいて構築されており、この枠組みに正確に適合しています。
統合とその先
Lattice Joltの初期統合はZeroブロックチェーンと行われ、この技術の初期の実世界での検証ケースを提供します。システムはRISC-V命令セットをサポートしており、これは拡張性を重視した設計選択です。
Lattice Joltと同時にトークンの発表がないことは、こうしたリリースが通常どのように展開されるかという文脈で注目に値する。A16z cryptoは、これを新規資産の起爆剤ではなく、あくまでインフラや技術的なマイルストーンとして位置づけた。