Trusted Setup

Trusted Setupとは？

Trusted Setupは、特定のゼロ知識証明システム、ポリノミアルコミットメント方式、プライバシー重視のブロックチェーンプロトコル向けに公開パラメーターを生成するための暗号学的プロセスです。

暗号資産分野では、Trusted Setupは主にzk-SNARK、KZGコミットメント、プライバシーコイン、ロールアップ、スケーラブルなブロックチェーンデータシステムとの関係で議論されます。

このセットアップでは、CRS、structured reference string、またはSRSとも呼ばれる共通参照文字列が作成され、後に証明者と検証者が証明の作成および確認に使用します。

「trusted」という言葉は、ユーザーが1社または1人の開発者を無条件に信頼しなければならないことを意味しません。

少なくとも1人のセットアップ参加者が秘密の乱数を正直に生成し、その秘密の乱数を永久に破棄することにシステムのセキュリティが依存することを意味します。

すべての参加者が不正または侵害されている場合、セットアップは安全でなくなる可能性があります。

少なくとも1人の参加者が本物の乱数を提供し、それを適切に削除すれば、最終的な公開パラメーターは安全性を維持できます。

Ethereumのゼロ知識証明ドキュメントでは、CRS生成に使用されるエントロピーが不正な証明者に渡った場合、その証明者が偽の証明を計算できる可能性があるため、公開パラメーターの生成は慎重に扱う必要があると説明されています。

暗号資産ユーザーにとってTrusted Setupが重要なのは、一部の高度な暗号システムの背後にある、見えにくい信頼前提の一つだからです。

プロトコルはトランザクション層では分散化されていても、適切に実施されなければならないセットアップセレモニーに依存している場合があります。

暗号資産においてTrusted Setupが重要な理由

Trusted Setupが重要なのは、多くのブロックチェーンシステムが、トランザクションをプライベートにしたり、スケーラブルにしたり、検証コストを下げたりするために暗号学的証明を使用しているからです。

ゼロ知識証明では、ある命題の背後にある非公開データを明らかにせずに、その命題が真であることを証明できます。

これは、プライベート決済、本人確認の証明、ロールアップの有効性証明、コンプライアンスを維持するシステム、準備金証明の設計に有用です。

最も効率的な証明システムの一部では、使用前にセットアップパラメーターが必要です。

これらのパラメーターが安全に生成されれば、システムは小さく高速な証明を生成できます。

パラメーターが安全でない方法で生成された場合、攻撃者が有効に見える偽の証明を作成できる可能性があります。

これはプロトコルの健全性を脅かす可能性があります。

健全性とは、偽の命題が検証者によって真として受け入れられるべきではないという性質です。

暗号資産では、健全性の破綻は、隠れたインフレ、不正な出金、偽の資産作成、不正な状態遷移を許す可能性があるため、極めて深刻になり得ます。

このためTrusted Setupは単なる技術的な詳細ではありません。

暗号学的プロトコルに依存する前に、ユーザー、開発者、監査者、投資家が理解すべきセキュリティ上の前提です。

Trusted Setupの仕組み

Trusted Setupは通常、プロトコルチームが公開パラメーターを必要とする暗号システムを定義するところから始まります。

その後、チームは参加者が乱数を提供するセレモニーを組織します。

各参加者は前のステップの出力を受け取り、自身の秘密の乱数を加え、新しい出力を生成し、そのステップが正しく実行された証拠を公開します。

参加者はその後、使用した秘密の乱数を破棄しなければなりません。

この秘密の乱数は「toxic waste」と呼ばれることがあります。

最終的な公開出力は、証明システムで使用されるCRSまたはSRSになります。

このプロセスは通常、単一の参加者を完全に信頼する必要がないように設計されています。

少なくとも1人の参加者が正直で秘密を破棄した限り、そのセレモニーの前提の下で最終パラメーターは安全であると考えられます。

多くのセレモニーでは、一般の人々がルールに従ってプロセスが実施されたことを確認できるよう、トランスクリプト、検証ツール、署名、貢献記録も公開されます。

Trusted Setupは暗号技術だけでなく、暗号学的マテリアルがどのように作られたかに対する公衆の信頼にも関わるため、この透明性は重要です。

Toxic Wasteとは？

Toxic wasteとは、Trusted Setupセレモニー中に生成され、決して公開または再利用されてはならない秘密情報です。

この秘密が残存すると危険になり得るため、劇的な名称が使われています。

攻撃者がtoxic wasteを取得した場合、証明の偽造、有効性の偽装、セットアップに依存するシステムのセキュリティ破壊が可能になる場合があります。

zk-SNARKシステムでは、toxic wasteにより、不正な証明者が実際には真でない命題について証明を作成できる可能性があります。

このような証明に依存する暗号資産にとって、これは重大なリスクになり得ます。

過去の一部のプライバシーシステムでは、toxic wasteにより検出されないコイン作成や不正なシールドトランザクションが可能になることが最大の懸念でした。

そのため、セットアップ参加者は強力な運用上のセキュリティを使用することがよくあります。

エアギャップされたマシン、ライブOS、物理的な乱数源、ハードウェア破壊、公開アテステーションを使用する場合があります。

正確なプロセスはセレモニーの設計によって異なります。

中核となる原則は単純です。公開パラメーターは残し、非公開のセットアップ秘密は永久に消去しなければなりません。

マルチパーティ計算セレモニーとは？

マルチパーティ計算セレモニー、すなわちMPCセレモニーは、多数の独立した参加者を含むTrusted Setupの方法です。

1人がパラメーターを正直に生成することを信頼する代わりに、多くの人が乱数を提供します。

各参加者はセットアップにエントロピーを追加します。

たとえ1人でも正直な参加者がいて秘密を破棄すれば、最終セットアップは安全性を維持できます。

これは「少なくとも1人の正直な参加者」という前提と呼ばれることがあります。

MPCセレモニーが普及したのは、単一の信頼された当事者への依存を減らすためです。

また、プロセスをより公開的でコミュニティ主導のものにします。

大規模なセレモニーには、開発者、研究者、バリデーター、ユーザー、監査者、コミュニティメンバーが参加できます。

ただし、参加者が多いことが自動的に完全なセキュリティを意味するわけではありません。

セレモニーには依然として、正しいソフトウェア、明確な検証、強力な乱数、信頼できるトランスクリプト公開、悪意ある貢献への慎重な対策が必要です。

優れたMPCセレモニーは、暗号学的に健全であると同時に、運用上も透明です。

Trusted Setupとzk-SNARK

zk-SNARKは、zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledgeの略です。

zk-SNARKは、検証が高速なコンパクトな証明を生成できるため、暗号資産分野で広く利用されています。

これにより、プライバシーシステムおよびスケーラビリティシステムに有用です。

一部のzk-SNARK構成ではTrusted Setupが必要です。

セットアップは、後に証明者と検証者が使用する公開パラメーターを生成します。

セットアップが安全であれば、証明システムは強力なプライバシーおよび有効性に関する保証を提供できます。

セットアップが侵害された場合、証明システムが偽の証明を受け入れる可能性があります。

このリスクにより、Trusted Setupセレモニーは初期のゼロ知識暗号システムで最も議論されたテーマの一つとなりました。

現代の暗号技術では、Trusted Setup要件を軽減または不要にする代替技術が導入されています。

ただし、Trusted Setupベースのzk-SNARKは、効率的、コンパクト、実用的であり、ブロックチェーン検証に適しているため、現在も重要です。

そのトレードオフは、効率性と信頼前提の間にあります。

Trusted SetupとKZGコミットメント

KZGコミットメントは、Ethereumのblobトランザクションシステムおよび他の暗号学的アプリケーションで使用されるポリノミアルコミットメント方式です。

KZGは、このコミットメント方式の著者であるKate、Zaverucha、Goldbergの名前に由来します。

KZGコミットメントにより、プロトコルは多項式にコミットし、後でその多項式に関する主張を効率的に証明できます。

Ethereumでは、KZGコミットメントはproto-dankshardingとも呼ばれるEIP-4844で導入されたblobシステムに使用されています。

公式のEthereum dankshardingドキュメントでは、proto-dankshardingによりロールアップがblobを通じてより安価なデータをEthereumブロックに追加できると説明されています。

同ドキュメントでは、KZGセレモニーがblobデータコミットメントの検証に使用する乱数値を生成したことも説明されています。

KZGコミットメントにはTrusted Setupが必要です。structured reference stringには、知られてはならない乱数値の秘密べき乗が含まれるためです。

セットアップの背後にある秘密が知られた場合、悪意ある主体が誤解を招くコミットメントや証明を作成できる可能性があります。

このためEthereumは、本番環境でKZGコミットメントを使用する前に大規模な公開KZGセレモニーを組織しました。

Ethereum KZGセレモニー

Ethereum KZGセレモニーは、proto-dankshardingで使用されるKZGコミットメントのために作成された大規模な公開Trusted Setupセレモニーです。

Ethereumの公式KZG Summoning Ceremonyページでは、このセレモニーをKZGコミットメントに必要なstructured reference stringを生成するプロセスとして説明しています。

Ethereum.orgによると、KZGセレモニーには140,000件を超える貢献があり、世界最大の同種セレモニーとなりました。

Ethereum FoundationのKZG Ceremonyの総括では、最終トランスクリプトハッシュと最終トランスクリプト出力が公開されました。

Ethereumのblobシステムは効率的なデータ検証のためにKZGコミットメントへ依存しているため、これは重要です。

proto-dankshardingは、2024年3月のCancun-Deneb、すなわちDencunアップグレードでEthereum Mainnetに導入されました。

2026年時点で、KZGセレモニーは主要なブロックチェーンプロトコルで利用される大規模な公開Trusted Setupの最も重要な実例の一つです。

ユーザーにとって、このセレモニーはほとんど意識されません。

プロトコルのセキュリティにとっては、Ethereumのblobコミットメントシステムの背後にある信頼モデルの中核部分です。

ZcashとPowers of Tau

Zcashは、Trusted Setupセレモニーを暗号資産業界で広く知られるものにしたプロジェクトの一つです。

初期のZcashプライバシー技術は、セットアップパラメーターを必要とするzk-SNARKに依存していました。

Zcashエコシステムは後に、zk-SNARKプロジェクト向けの再利用可能な公開パラメーターを作るPowers of Tauという、より大規模なセレモニーを使用しました。

Zcash FoundationのPowers of Tau発表では、このセレモニーはzk-SNARKを使用するプロジェクトが利用できる部分的な公開パラメーターを生成することを目指したと説明されています。

同発表では、これらのパラメーターを使う証明の正しさには、少なくとも1人の参加者がセレモニー中にサンプリングした一部の乱数を破棄する必要があるとも説明されています。

Powers of Tauが重要なのは、Trusted Setupを小規模な非公開イベントから、よりオープンで複数参加者によるプロセスへ移行させたからです。

また、セレモニーがトランスクリプトと検証ツールを公開し、一般の人々が結果を検査できることを示しました。

Zcashの事例は、Trusted Setupが強力である一方で慎重な扱いを要する理由を説明する際によく使われます。

セットアップが適切に機能すれば、ユーザーは効率的なプライバシー証明の恩恵を受けられます。

セットアップが侵害された場合、ユーザーはシステムの健全性に関するリスクを理解する必要があります。

Trusted SetupとTransparent Setupの比較

Trusted Setupでは、参加者が秘密の乱数を保持・破棄しながら公開パラメーターを作成する必要があります。

Transparent Setupでは、信頼された参加者からの隠された乱数は必要ありません。

透明な証明システムは、公開乱数、ハッシュ関数、またはtoxic wasteを回避する他の方法を使用します。

ZK-STARKは透明な証明システムの一般的な例です。

公式のEthereumゼロ知識証明ドキュメントでは、ZK-STARKはTrusted Setupではなく公開検証可能な乱数に依存すると説明されています。

このため、ZK-STARKはTrusted Setupベースのzk-SNARKより透明性が高いとされています。

ただし、透明なシステムにもトレードオフがあります。

より大きな証明を生成したり、検証コストが異なったりする可能性があります。

Trusted Setupベースのシステムは、一部のユースケースでより小さな証明と高速な検証を提供する場合があります。

選択は、プロトコルのニーズ、セキュリティモデル、証明サイズ、証明者コスト、検証コスト、ユーザーの信頼前提に依存します。

Universal Trusted Setupと回路固有Trusted Setup

回路固有のTrusted Setupは、1つの特定の計算または回路向けにパラメーターを作成します。

回路が変更されると、セットアップを再実施する必要が生じる場合があります。

これは、頻繁なアップグレードや多数の異なる証明回路を必要とするプロトコルには不便な場合があります。

Universal Trusted Setupは、一定のサイズまたは複雑さの上限まで、多くの回路を支援できるパラメーターを作成します。

複数のプロジェクトやアプリケーションが同じセットアップ出力を再利用できるため、Universal Setupはより柔軟です。

Powers of Tauは、zk-SNARKシステム向けのUniversal Setupまたは再利用可能なセットアップ基盤としてよく議論されます。

Universal Setupは、エコシステム全体で必要なセレモニーの数を減らすことができます。

ただし、より大きな価値が1つのセットアップに集中する場合もあります。

多くのシステムが同じセットアップに依存する場合、そのセットアップへの信頼はさらに重要になります。

開発者は、証明システムが回路固有セットアップ、Universal Setup、Transparent Setup、またはセットアップ不要のどれを使用するかを理解すべきです。

Trusted Setupとロールアップ

ロールアップは、トランザクションをオフチェーンで処理し、圧縮されたデータまたは証明をベースチェーンに投稿するブロックチェーンのスケーリングシステムです。

一部のロールアップは、状態遷移が有効であることを証明するためにゼロ知識証明を使用します。

ロールアップの証明システムがTrusted Setupに依存する場合、そのロールアップのセキュリティもセットアップの前提に一部依存します。

これはロールアップが自動的に安全でなくなることを意味しません。

ユーザーが完全な信頼モデルを理解すべきことを意味します。

ロールアップは、スマートコントラクト、シーケンサー、証明者、データ可用性、アップグレードキー、ガバナンス、暗号学的セットアップの前提に依存する場合があります。

Trusted Setupは、そのより大きなセキュリティ像を構成する一要素です。

Ethereum blobでは、KZGコミットメントがロールアップデータの投稿と検証をより安価にするのに役立ちます。

公式のEIP-4844仕様では、EVM実行ではアクセスできない一方でコミットメントにはアクセスできるデータを持つblob-carrying transactionsが導入されました。

これは、Trusted Setupが現代のEthereumスケーリングにとって依然として重要である主な理由です。

Trusted Setupとプライバシーコイン

Trusted Setupは、プライバシー重視の暗号資産システムでも重要でした。

プライバシーコインは、送信者、受信者、金額の詳細を明かさずにトランザクションが有効であることをユーザーが証明できるよう、ゼロ知識証明を使用する場合があります。

一部のプライバシーシステムは歴史的に、証明が小さく効率的であるため、Trusted Setupベースのzk-SNARKを使用してきました。

この効率性により、オンチェーンのプライベートトランザクションがより実用的になりました。

リスクは、セットアップが侵害された場合に健全性へ影響する可能性があることでした。

一部のシステムでは、プライバシー自体は維持されても、偽の証明により不正なコイン作成が可能になれば、通貨の健全性が脅かされる可能性があります。

このため、セットアップセレモニーの設計は初期のプライバシーコインに関するセキュリティ議論の中心でした。

現代のプライバシー研究では、証明システムを改善し、信頼前提を減らし、セットアッププロセスを検証しやすくする方法が引き続き探究されています。

ユーザーにとって重要なのは、プライバシー技術をプライバシー保証だけでなく、証明システムの信頼前提でも評価すべきという点です。

Trusted Setupと健全性

健全性とは、偽の証明が真として検証されるべきではないという性質です。

暗号資産では、スマートコントラクトやブロックチェーンノードが暗号学的証明を自動的に受け入れる場合があるため、健全性は極めて重要です。

健全性が破綻すると、システムが不正な出金、偽の残高、不正確な状態遷移、偽造されたプライベートトランザクションを受け入れる可能性があります。

Trusted Setupは、セットアップ秘密が知られた場合に偽の証明作成を可能にする場合があるため、健全性に影響します。

このためtoxic wasteは破棄しなければなりません。

公開検証者は通常、後の証明を見るだけではTrusted Setupが侵害されたかどうかを判断できません。

パラメーターが有効に見えても、その秘密を攻撃者が知っていれば、攻撃者は密かに不正行為を行える可能性があります。

この点でTrusted Setupは、通常のソフトウェアバグの多くとは異なります。

通常のバグは発見後にパッチを適用できる場合があります。

侵害されたセットアップでは、パラメーターの置き換え、システムの移行、証明システムの変更が必要になる場合があります。

Trusted Setupとゼロ知識

ゼロ知識とは、証明される命題の真偽以外に不要な非公開情報を証明が開示しないという性質です。

Trusted Setupは主に健全性と関係しますが、より広い証明システム設計の一部でもあります。

Zcash FoundationのPowers of Tau発表では、すべての参加者が侵害された場合でも、プロトコルは生成される証明のゼロ知識性を保証すると述べられています。

証明システムには異なるセキュリティ特性があり得るため、この区別は重要です。

セットアップの侵害は、必ずしもユーザーのプライバシーを露出させることなく、健全性に影響する場合があります。

他のシステムでは、不適切な実装や弱い乱数がプライバシーにも影響する可能性があります。

ユーザーは、すべてのセットアップ失敗が同じ結果をもたらすと考えるべきではありません。

正確なリスクは、証明システム、アプリケーション、セットアップ設計に依存します。

トレーダーおよび投資家にとって最も重要な実務的な問いは、セットアップの侵害が隠れた経済的損害を生む可能性があるかどうかです。

プライバシーを重視するユーザーにとっては、プライベートトランザクションの詳細が露出する可能性も重要な問いです。

Trusted Setupと公開検証

Trusted Setupは、一般の人々がセレモニーのトランスクリプトを検証できる場合により強固になります。

公開検証とは、各貢献がプロトコルのルールに従ったことを誰でも確認できることを意味します。

通常、トランスクリプト、ハッシュ、署名、ソフトウェア、手順、貢献メタデータの公開が必要です。

EthereumのKZGセレモニーでは、最終トランスクリプトハッシュが公開され、トランスクリプトを検証できるようになりました。

Zcash Foundationも、Powers of Tau向けにパラメーター、トランスクリプト、検証ツール、参加者アテステーションを公開しました。

公開検証は、すべての参加者がtoxic wasteを破棄したことを証明するものではありません。

一方で、可視のセレモニーステップが適切に構成されていたことを示すのには役立ちます。

少なくとも1人の正直な参加者という前提は依然として残ります。

このため、セレモニーの透明性は必要ですが、常に十分とは限りません。

優れたセレモニーには、検証可能な公開出力と、信頼できる非公開エントロピー破棄の両方が必要です。

Trusted Setupとセレモニーの規模

より大規模なセレモニーでは、より多くの人が乱数を提供するため、信頼の集中を軽減できる可能性があります。

1人の参加者が正直であればセレモニーが安全である場合、独立した参加者を増やすことで信頼性を高められる可能性があります。

EthereumのKZGセレモニーは、140,000件を超える貢献を含んだため、強力な例です。

ただし、セレモニーの規模だけが重要な要素ではありません。

多くの貢献が同じ主体から来ている場合、実質的な多様性は件数が示すより低い可能性があります。

セレモニーソフトウェアにバグがある場合、多数の参加者がいても問題を解決できない可能性があります。

トランスクリプトの検証が難しい場合、ユーザーはプロセスを独立して確認できない可能性があります。

貢献プロセスが検閲されていたりアクセスしにくかったりする場合、セレモニーは見かけほどオープンではない可能性があります。

適切な分析では、参加者数、参加者の多様性、ソフトウェアセキュリティ、トランスクリプト検証、エントロピー品質、セットアップをめぐるガバナンスを考慮すべきです。

Trusted Setupと暗号資産セキュリティ監査

Trusted Setupを使用するシステムのセキュリティ監査では、スマートコントラクトコード以上のものをレビューすべきです。

監査者は、証明システム、セットアップパラメーター、検証キー、実装ライブラリ、セレモニートランスクリプト、統合ロジックを確認すべきです。

スマートコントラクトが検証者を正しく呼び出していても、その検証者が安全でないパラメーターに依存している可能性があります。

証明システムが理論上は健全でも、実装が入力やエッジケースを不適切に処理する可能性があります。

セレモニーが有効でも、プロジェクトが誤った検証キーを使用している可能性があります。

ロールアップがTrusted Setupを安全に使用していても、ガバナンスにより将来のアップグレードで検証者が安全でないコードに置き換えられる可能性があります。

このためTrusted Setupの分析は、完全なプロトコルリスクレビューに含めるべきです。

ユーザーは、どのセットアップが使用されたか、Universal Setupか回路固有か、誰が参加したか、パラメーターをどのように検証できるかを明確に説明するドキュメントを確認すべきです。

セットアップの前提を明確に説明できないプロジェクトには、より慎重な対応が必要です。

Trusted Setupとアップグレード可能性

アップグレード可能性はTrusted Setupリスクと相互に作用する可能性があります。

プロトコルが回路、検証者コントラクト、または証明システムをアップグレードする場合、新たなセットアップまたは新たな検証パラメーターが必要になることがあります。

回路固有のセットアップは、回路変更後に無効になる可能性があります。

Universal Setupは、証明システムとサイズ制限によっては、完全に新しいセレモニーなしで新しい回路をサポートできる場合があります。

プロトコルが証明パラメーターを密かに変更した場合、ユーザーは信頼モデルが変わったことに気付かない可能性があります。

このため、アップグレードは透明であり、理想的にはガバナンス、監査、タイムロック、公開発表で保護されるべきです。

ロールアップでは、どの状態遷移証明を受け入れるかを制御するため、検証者のアップグレードが特に重要になる場合があります。

プライバシーシステムでは、パラメーターのアップグレードがセキュリティ前提とユーザーの信頼の両方に影響する可能性があります。

Trusted Setupを一度限りのマーケティングイベントとして扱うべきではありません。

継続的なプロトコル保守と公開リスク開示の一部として扱うべきです。

Trusted Setupと共通参照文字列

共通参照文字列、すなわちCRSは、特定の証明システムで証明者と検証者が使用する共有公開データです。

CRSには、群要素、秘密値のべき乗、または他の構造化された暗号学的マテリアルが含まれる場合があります。

ユーザーが通常CRSを直接操作することはありません。

開発者とプロトコルクライアントが、証明および検証ソフトウェアを通じて利用します。

CRSがTrusted Setupにより生成された場合、システムはそれを構築するために使用された秘密が未知であるという前提に依存します。

文脈によっては、CRSとSRSはほぼ同じ意味で使用されます。

SRSは通常、隠された値のべき乗のように、参照文字列が構造を持つことを強調します。

重要な問いは、参照文字列が透明に生成されたか、Trusted Setupによって生成されたかです。

これを理解することは、ゼロ知識またはポリノミアルコミットメントシステムに信頼がどこで入るかをユーザーが把握するのに役立ちます。

Trusted SetupとStructured Reference String

structured reference string、すなわちSRSは、数学的構造を持つ公開パラメーターセットです。

KZGコミットメントでは、SRSには隠された乱数の秘密べき乗に関連する値が含まれます。

これらの値は、秘密自体を公開せずに公に使用できます。

秘密が破棄され、再構築できない場合、システムは安全性を維持できます。

秘密が知られている場合、システムは侵害される可能性があります。

これがKZGコミットメントにTrusted Setupセレモニーが必要な理由です。

SRSは効率的なコミットメントと証明を可能にするため強力です。

一方で、隠された構造が信頼前提を生むため慎重な扱いが必要です。

開発者にとって、SRS管理には、適切な読み込み、バージョン管理、検証、クライアントソフトウェアとの互換性が含まれます。

ユーザーにとっての主な関心は、SRSが安全に生成・管理されたかどうかです。

Trusted Setupのメリット

Trusted Setupの第1のメリットは効率性です。

一部のTrusted Setupベースの証明システムは、オンチェーンで低コストに検証できる非常に小さな証明を生成します。

第2のメリットは実用的なスケーラビリティです。

小さな証明は、ブロックチェーンが多くのトランザクションや大規模なオフチェーン計算を検証する必要がある場合に有用です。

第3のメリットは成熟したツール群です。

多くのTrusted Setupベースのシステムは研究、実装、監査され、本番環境で利用されてきました。

第4のメリットは、特定のコミットメント方式との互換性です。

KZGコミットメントはデータ可用性およびポリノミアル証明システムに有用かつ効率的ですが、SRSが必要です。

第5のメリットはエコシステムでの再利用です。

Universal Setupは、毎回新しいセレモニーを必要とせずに多くのアプリケーションを支援できます。

透明な証明システムが存在するにもかかわらずTrusted Setupが依然として重要である理由は、これらのメリットにあります。

Trusted Setupのリスク

Trusted Setupの最大のリスクはtoxic wasteの露出です。

セットアップ秘密が知られた場合、攻撃者が証明またはコミットメントを偽造できる可能性があります。

もう一つのリスクは参加者の多様性不足です。

すべての参加者が1人の攻撃者に支配または侵害されている場合、少なくとも1人の正直な参加者という前提は破綻します。

第3のリスクは、欠陥のあるセレモニーソフトウェアです。

セットアップツールが誤っている場合、セレモニーは弱い、または無効なパラメーターを生成する可能性があります。

第4のリスクは検証の弱さです。

ユーザーがトランスクリプトを検証できない場合、主催者への依存度が高まります。

第5のリスクは不明確なドキュメントです。

プロジェクトがセットアップを明確に説明しない場合、ユーザーは何を信頼しているのか理解できない可能性があります。

第6のリスクは将来の移行です。

後にTrusted Setupが安全でないと判断された場合、プロトコルは新しいパラメーターまたは新しい証明システムへ移行する必要が生じる場合があります。

Trusted SetupとTrusted Setupなしの比較

Trusted Setupを使用するシステムは非常に効率的である場合がありますが、セレモニーに対する信頼が必要です。

Trusted Setupなしのシステムは、セレモニー関連の信頼を減らせますが、異なるパフォーマンス上のトレードオフを持つ場合があります。

ZK-STARKは、Trusted Setupを回避する透明な証明システムの例としてよく挙げられます。

一部の現代的なSNARKシステムも、セットアップの前提を削減、Universal化、または排除することを目指しています。

最適な選択は、プロトコルが何を必要とするかに依存します。

プライバシー決済システムでは、小さな証明と低い検証コストを優先する場合があります。

ロールアップでは、証明者のパフォーマンス、検証コスト、アップグレードの柔軟性を優先する場合があります。

データ可用性システムでは、効率的なコミットメントとサンプリング互換性を優先する場合があります。

極めて高い価値を扱うシステムでは、証明が大きくなっても信頼前提が少ないことを優先する場合があります。

すべてのケースに適した単一の答えはありません。

Trusted Setupは、文脈に応じて評価すべき設計上のトレードオフです。

ユーザーがTrusted Setupを評価する方法

まず、プロトコルがTrusted Setupを使用しているかを確認してください。

次に、そのセットアップに依存する証明システムまたはコミットメント方式を確認してください。

セットアップがUniversal Setupか回路固有かを確認してください。

公開トランスクリプトが存在するかを確認してください。

独立した検証ツールが利用できるかを確認してください。

参加者数と参加がオープンだったかを確認してください。

プロジェクトがtoxic wasteの前提を明確に説明しているかを確認してください。

セットアップパラメーター統合後にプロトコルが監査を受けたかを確認してください。

将来のアップグレードで強力なガバナンス管理なしに証明パラメーターを置き換えられるかを確認してください。

大きな預け入れや長期利用では、Trusted Setupをユーザー自身のリスクレビューに含めるべきです。

Trusted Setupと取引リスク

トークン、ロールアップ、ブリッジ、またはプライバシーシステムが証明の健全性に依存する場合、Trusted Setupは取引リスクに影響する可能性があります。

セットアップが広く信頼され、十分に文書化されている場合、プロトコルへの信頼を支える可能性があります。

セットアップに議論がある、不透明である、または検証が不十分な場合、トレーダーは関連資産により高いリスクを見込む可能性があります。

セットアップの失敗は、リスクが深刻になる前に価格チャートへ現れない場合があります。

目に見える市場シグナルではなく、隠れた技術リスクである可能性があります。

暗号資産市場では技術的な詳細より物語が早く織り込まれることが多いため、これはトレーダーにとって重要です。

プロトコルは、TVLが高い、取引高が多い、または強いブランドを持つために強固に見える場合があります。

しかし、その証明システムが弱いセットアップ前提に依存するなら、実際のリスクは市場が認識するより高い可能性があります。

したがって、技術リスクはファンダメンタル分析の一部に含めるべきです。

Trusted Setupは、プロトコルが大量のユーザー資金を保護する場合に特に重要です。

Trusted SetupとDeFi

DeFiプロトコルは、ロールアップ、プライバシーレイヤー、証明システム、データ可用性ツールを通じて間接的にTrusted Setupを使用する場合があります。

ロールアップ上にデプロイされたDeFiアプリは、そのロールアップの有効性証明システムに依存する場合があります。

ロールアップの証明システムがTrusted Setupを使用する場合、DeFiアプリも間接的にその前提を引き継ぎます。

ゼロ知識の本人確認またはコンプライアンス証明を使用するレンディングプロトコルも、セットアップパラメーターに依存する場合があります。

プライベート取引またはプライベート資産プロトコルは、有効性を証明しながら機密データを隠すために、Trusted Setupベースの証明システムへ依存する場合があります。

DeFiユーザーにとって、Trusted Setupはアプリケーションインターフェースの下に隠れていることが多いです。

アプリには、単純な入金、スワップ、借入ボタンが表示されるかもしれません。

そのボタンの背後には、証明システム、検証者コントラクト、コミットメント方式、シーケンサー、データ可用性の前提が存在する場合があります。

Trusted Setupを理解することは、DeFiリスクが多層的であることを理解するのに役立ちます。

Trusted Setupと開発者

開発者はTrusted Setupをセキュリティ上重要なインフラとして扱うべきです。

誇大広告ではなく、明確なトレードオフに基づいて証明システムを選ぶべきです。

セットアップパラメーターがUniversal、回路固有、再利用可能、アプリケーション固有のどれであるかを文書化すべきです。

ユーザーおよび監査者向けに検証手順を公開すべきです。

proving key、検証者コントラクト、CRSファイルを密かに変更すべきではありません。

可能な場合は監査済みライブラリを使用すべきです。

証明生成と検証が、同じ想定パラメーターを使用することをテストすべきです。

セキュリティドキュメントと脅威モデルにセットアップ前提を含めるべきです。

パラメーターをローテーション、置換、または廃止する必要がある場合に何が起きるかを計画すべきです。

Trusted Setupは暗号学的セレモニーであるだけでなく、長期的な保守責任でもあります。

Trusted Setupに関するよくある誤解

1つ目の誤解は、Trusted Setupがシステムの中央集権化を意味するというものです。

Trusted Setupには多くの独立した貢献者が参加でき、分散型プロトコルを支援することもできます。

2つ目の誤解は、すべてのTrusted Setupが同じ程度にリスクを持つというものです。

リスクは、セレモニー設計、参加者の多様性、トランスクリプト検証、ソフトウェア品質、証明システムの前提に依存します。

3つ目の誤解は、Trusted Setupが常にユーザーのプライバシーを脅かすというものです。

多くのシステムで、主なセットアップリスクは直接的なプライバシー漏えいではなく、健全性の破綻です。

4つ目の誤解は、大規模なセレモニーがすべてのリスクをなくすというものです。

大規模なセレモニーは、ソフトウェア、検証、エントロピー、参加プロセスが健全な場合にのみ信頼性を高めます。

5つ目の誤解は、透明な証明システムが常に優れているというものです。

透明なシステムはセットアップへの信頼を減らしますが、証明が大きい、またはコスト構造が異なる場合があります。

6つ目の誤解は、ユーザーはセットアップを気にする必要がないというものです。

セットアップが資産、ロールアップの有効性、プライバシー、または重要なプロトコルロジックを保護する場合、ユーザーは注意を払うべきです。

Trusted Setupチェックリスト

プロトコルがzk-SNARK、KZGコミットメント、または他のセットアップ依存システムを使用しているかを確認してください。

セットアップが公開、非公開、Universal、回路固有のどれだったかを確認してください。

セレモニーがマルチパーティ計算を使用したかを確認してください。

少なくとも1人の正直な参加者でセキュリティが維持されるかを確認してください。

toxic wasteの破棄が明確に説明されているかを確認してください。

トランスクリプト、最終ハッシュ、検証ツールが公開されているかを確認してください。

検証者コントラクトとproving keyが監査されているかを確認してください。

アップグレードで証明パラメーターを置き換えられるかを確認してください。

必要に応じて古いパラメーターから移行する計画がプロトコルにあるかを確認してください。

プロジェクトがセットアップ前提をユーザーにわかりやすい言葉で説明しているかを確認してください。

FAQ

Trusted Setupを簡単に説明すると何ですか？

Trusted Setupは、参加者が提供した秘密の乱数を破棄することを必要としながら、証明システム用の公開パラメーターを作成する暗号学的セレモニーです。

なぜTrusted Setupと呼ばれるのですか？

少なくとも1人の参加者が正直な乱数を提供し、秘密のtoxic wasteを破棄したことをユーザーが信頼する必要があるため、Trusted Setupと呼ばれます。

Trusted Setupにおけるtoxic wasteとは何ですか？

toxic wasteは、セットアップ中に生成され、残存または公開された場合に危険となり得る秘密の乱数です。

一部のzk-SNARKにTrusted Setupが必要な理由は？

一部のzk-SNARKでは、公開の証明および検証パラメーターが、システム使用前に生成された秘密の乱数に依存するためです。

Trusted Setupが侵害されると何が起こりますか？

セットアップが侵害された場合、攻撃者が有効に見える偽の証明やコミットメントを作成できる可能性があります。

Trusted Setupは常にプライバシーに影響しますか？

必ずしも影響するわけではありません。多くのシステムでは、主なリスクは直接的なプライバシー漏えいではなく健全性の破綻です。

MPCセレモニーとは何ですか？

MPCセレモニーは、多くの参加者が乱数を提供するマルチパーティのセットアッププロセスです。少なくとも1人の参加者が正直であれば、セットアップは安全性を維持できます。

Ethereum KZGセレモニーとは何でしたか？

Ethereum KZGセレモニーは、EthereumのblobシステムでKZGコミットメントに使用するstructured reference stringを生成した公開Trusted Setupセレモニーです。

Powers of Tauとは何でしたか？

Powers of Tauは、zk-SNARKシステム向けに再利用可能な公開パラメーターを生成するために設計された、Zcash関連の大規模セレモニーです。

ZK-STARKはTrusted Setup不要ですか？

はい。ZK-STARKは通常、Trusted Setupではなく公開検証可能な乱数に依存する透明な証明システムとして説明されます。

Trusted Setupは悪いものですか？

Trusted Setupは自動的に悪いものではありませんが、理解、文書化、検証が必要な信頼前提です。

なぜプロトコルは現在もTrusted Setupシステムを使用するのですか？

Trusted Setupシステムは、小さな証明、効率的な検証、成熟したツール群、実用的なブロックチェーンパフォーマンスを提供できるため、プロトコルで使用される場合があります。

Trusted Setupは再利用できますか？

一部のUniversal Trusted Setupは多くの回路やアプリケーションで再利用できますが、回路固有のセットアップは1つの回路設計に限定されます。

ユーザーはTrusted Setupの安全性をどう確認できますか？

ユーザーは、セレモニーのドキュメント、参加者数、トランスクリプトの可用性、検証ツール、監査、アップグレード管理を確認できます。

まとめ

Trusted Setupは、暗号資産で使用される特定の証明システムおよびコミットメント方式向けに公開パラメーターを生成する暗号学的プロセスです。

特にzk-SNARK、KZGコミットメント、プライバシーシステム、ロールアップ、スケーラブルなブロックチェーンデータ設計において重要です。

中心となるセキュリティ上の考え方は、セレモニー中に作られた秘密の乱数を破棄しなければならないことです。

少なくとも1人の参加者が正直に行動しtoxic wasteを削除すれば、セレモニーの前提の下でセットアップは安全性を維持できます。

すべての参加者が不正または侵害されている場合、システムは偽の証明または不正なコミットメントに対して脆弱になる可能性があります。

Trusted Setupは、小さな証明や実用的なオンチェーン検証を含む効率的な暗号システムを実現してきました。

一方で、ブロックチェーンユーザーにとって重大な信頼と透明性に関する問題も生んでいます。

主な例には、Zcash関連のPowers of Tauセレモニーと、proto-dankshardingのためのEthereum公開KZGセレモニーがあります。

ZK-STARKのような現代の透明な証明システムはTrusted Setupの前提を軽減または排除しますが、異なるパフォーマンス上のトレードオフを伴う場合があります。

Trusted Setupを理解する最善の方法は、単純な欠陥ではなく設計上の選択として扱うことです。

ユーザーにとって、Trusted Setupはプロトコルリスク分析の一部であるべきです。

開発者にとっては、セキュリティアーキテクチャ、監査範囲、ドキュメント、アップグレード計画の一部であるべきです。

より広い暗号資産エコシステムにとって、Trusted Setupは、分散化がコンセンサスやスマートコントラクトだけでなく、高度なブロックチェーンアプリケーションを可能にする暗号学的基盤にも依存していることを示しています。