Impulsando la cadena de bloques: el modelo de ejecución paralela de Arcium y el enfoque de la computación confidencial
En Resumen
Yannik Schrade analiza el papel transformador de Web3 y la computación confidencial descentralizada para mejorar la privacidad de la cadena de bloques, la escalabilidad y el futuro del procesamiento seguro de datos.
En esta conversación nos adentramos en el mundo de Web3 y computación confidencial con Yannik Schrade, director ejecutivo y cofundador de ArciumYannik comparte sus ideas sobre cómo Arcium está transformando la privacidad y la escalabilidad de la cadena de bloques. Desde su recorrido hasta Web3 En relación con el impacto potencial de la computación confidencial descentralizada en diversas industrias, Schrade ofrece una visión del futuro del procesamiento de datos seguro y sin confianza.
¿Puedes compartir tu viaje a Web3?
Mi primer proyecto en Web3 Era Arcium, pero antes de llamarnos Arcium, nos llamábamos Elusive. Inicialmente, trabajamos en la privacidad transaccional en cadena utilizando pruebas de conocimiento cero y combinamos eso con computación confidencial utilizando MPC (Computación Multipartidaria). Nuestro objetivo era agregar lo que llamamos "cumplimiento descentralizado" para que la actividad ilícita quedara excluida de las transacciones privadas y al mismo tiempo garantizar que ninguna entidad centralizada pudiera controlar este mecanismo de cumplimiento.
Empecé en Web3 Básicamente, a través de pruebas de conocimiento cero. Mi interés surgió cuando leí “1984” de George Orwell cuando era niño y quise evitar que ese escenario se volviera realidad. Después de la escuela, estudié derecho, fundé mi primera empresa emergente y luego me dediqué a estudiar matemáticas e informática, lo que me llevó a las pruebas de conocimiento cero.
¿Fue difícil después de especializarte en Derecho estudiar matemáticas y todas esas cosas técnicas?
En realidad no, porque aprendí a programar por mi cuenta cuando tenía 12 años y seguí haciéndolo durante toda mi vida. Incluso mientras estudiaba Derecho, participé en muchos proyectos de tecnología legal y fundé una de las asociaciones de tecnología legal más grandes de Alemania. Así que siempre tuve el aspecto técnico en mi vida, pero por alguna razón, decidí estudiar Derecho también.
¿En qué se diferencia el enfoque de Arcium hacia la computación confidencial de los entornos de ejecución confiables basados en hardware tradicionales y qué ventajas tiene?
Los entornos de ejecución confiables han mostrado vulnerabilidades, como vimos recientemente con un exploit en Intel SGX donde se filtró una clave de aprovisionamiento raíz. Un gran ejemplo de esta vulnerabilidad es el exploit Secret Network, donde se socavó la privacidad total del usuario. Básicamente, los entornos de ejecución confiables son puntos únicos de falla y requieren una cadena de suministro confiable patentada.
Los nuevos entornos de ejecución confiables de Apple ilustran la enorme confianza requerida, lo que no se alinea con lo que estamos tratando de lograr en Web3Dijeron que aseguran físicamente el suministro de chips de hardware desde las plantas de fabricación hasta los centros de datos, lo cual es absurdo si ese es el modelo de confianza con el que tenemos que trabajar.
Con Arcium, intentamos eliminar toda confianza y convertirla en un sistema sin confianza. Lo logramos mediante el uso de computación multipartita segura, que combina matemáticas, criptografía y sistemas distribuidos.
¿Cuáles son los principales beneficios de que Arcium esté diseñada como una red independiente de la cadena? ¿Cómo afecta esto a su potencial de adopción en diferentes ecosistemas de cadenas de bloques?
En Arcium, creemos que esta tecnología debería ser accesible para todos en cualquier momento. Consideramos a Arcium como una supercomputadora global a la que se debería poder acceder en cualquier cadena de bloques, pero también, lo que es más importante, debería ser accesible sin cadena de bloques. Las empresas tradicionales también deberían poder utilizar esta red sin tener que implementar contratos inteligentes en un libro de contabilidad distribuido.
Se trata de abrir esta red a casos de uso de blockchain, por eso es tan poderoso tener computación confidencial asincrónica en cada red simultáneamente. Esto fomenta la adopción porque se habilitan nuevos casos de uso en todos estos diferentes registros distribuidos.
¿Cómo contribuye el modelo de ejecución paralela de Arcium a su alto rendimiento? ¿Qué hace que este enfoque sea diferente de otras soluciones del mercado?
Si pensamos en Arcium como una supercomputadora, cada nodo de la red es un núcleo de esa computadora. Un conjunto de núcleos puede ser un clúster computacional que ejecuta un cálculo, pero la red en sí misma es, en cierto modo, sin estado. Esto significa que la red Arcium no tiene que operar sobre un único estado secuencial que necesita actualizarse, con líderes que se eligen y se llega a un consenso.
Para Arcium, lo único que hacen esos nodos es ejecutar cálculos en paralelo y ejecutar tantos cálculos que el factor limitante pasa a ser la velocidad de la luz.
¿Cómo aborda el enfoque de Arcium para el cálculo cifrado los cuellos de botella de rendimiento típicamente asociados con el cifrado totalmente homomórfico?
El cifrado totalmente homomórfico (FHE) es una gran tecnología, especialmente a nivel teórico. Sin embargo, a nivel práctico, sufre mucho por las penalizaciones de latencia. En muchos casos, ejecutar un cálculo con Arcium en comparación con ejecutarlo con algún esquema FHE de última generación suele ser decenas de miles de veces más rápido.
Resolvemos este problema utilizando el denominado cifrado homomórfico en MPC. Esto nos permite tomar las partes eficientes de FHE y, para las partes menos eficientes, tener una solución más eficiente y mejor.
¿Puede explicarnos los principales casos de uso de la tecnología de Arcium fuera de blockchain y Web3?
Creo que este es el aspecto más interesante de lo que estamos construyendo porque la mayoría de los equipos solo están construyendo tecnología que solo sirve para la criptografía en sí. Pero creo que la tecnología debería servir para un caso de uso más amplio, y para la informática confidencial, eso es defidefinitivamente el caso.
En el ámbito tradicional, tanto para las empresas como para las organizaciones gubernamentales, existe una gran necesidad de contar con computación confidencial. Uno de los ejemplos más fáciles de entender en la actualidad sería la inteligencia artificial, en concreto el aprendizaje automático confidencial.
Lo interesante de nuestra tecnología es que, al utilizar MPC como tecnología central, podemos introducir un nuevo tipo de elemento colaborativo para proteger la computación. Por ejemplo, podemos combinar silos de datos que antes estaban completamente aislados y entrenar un modelo de aprendizaje automático con estos datos sin que nadie que los posea tenga que compartirlos con nadie. Todos siguen siendo los propietarios; nadie ve ninguno de los datos, pero es posible obtener nuevos conocimientos.
¿Cómo prevé la intersección de la IA y la informática en el futuro?
Creo que hay diferentes aspectos en eso. El uso de Arcium para la inteligencia artificial tiene múltiples beneficios. Uno de ellos es que ahora se puede pensar en la inteligencia artificial como una IA cifrada de extremo a extremo. En el lado del aprendizaje, todos los datos utilizados pueden permanecer privados y, en el lado de la inferencia, todo lo que se le pregunte a su modelo también permanece privado. El modelo en sí mismo permanece privado.
Un ejemplo tangible sería el de la atención sanitaria. Si tenemos datos de pacientes muy sensibles que no se pueden compartir, tal vez debido a la normativa, y yo, como individuo, no quisiera que mis datos de pacientes sensibles se compartieran con alguna empresa que procesa esos datos, con Arcium podría estar bien con compartir los datos porque en realidad nunca se comparten. Siempre están cifrados y, aun así, es posible obtener nuevos conocimientos.
Esta noción de inteligencia artificial cifrada de extremo a extremo sin necesidad de compartir datos es muy poderosa. Podemos facilitar eso porque, con nuestro diseño de arquitectura, tenemos esta privacidad sin necesidad de confiar, pero al mismo tiempo también tenemos eficiencia.
¿Cómo el enfoque de Arcium hacia la computación confidencial impacta potencialmente la escalabilidad e interoperabilidad de las redes blockchain?
El papel de Arcium es ser una red dedicada que se centra en una sola cosa: cálculos confidenciales, eficientes y sin necesidad de confianza. Arcium es una red de computación confidencial descentralizada (DCC) que se comunica con diferentes redes de cadenas de bloques y las utiliza para mejorar aún más la falta de confianza al contar con un mecanismo de participación y corte criptográficamente verificable si algún nodo se comporta mal.
La escalabilidad se ve afectada por la externalización de esta computación confidencial a esta red dedicada, y el libro mayor principal no tiene por qué experimentar ninguna ralentización ni problemas de consenso. En el futuro, puede haber una mayor especialización para las distintas redes y dentro de ellas.
Por ejemplo, dentro de la red Arcium, puede haber especialización con nodos que operan hardware dedicado. Si hay un nodo que realmente quiere centrarse en facilitar casos de uso de IA, lo más probable es que ejecute algunas GPU, lo que podría no tener sentido como requisito para las redes de blockchain normales.
¿Cuáles son las implicaciones de seguridad de las configuraciones configurables de Arcium? ¿Cómo garantiza la plataforma que las configuraciones personalizadas no introduzcan vulnerabilidades?
Las configuraciones personalizadas en Arcium básicamente significan que los usuarios que desean realizar cálculos confidenciales crean lo que llamamos un MXE (entorno de ejecución de MPC) como alternativa a un TEE (entorno de ejecución confiable). Se trata de un entorno virtual encriptado que existe en nuestra red. Para ese entorno, pueden configurar un conjunto de nodos que procesan esos cálculos.
Los usuarios pueden decidir ejecutar un clúster en el que ellos mismos ejecutan un nodo, otra persona ejecuta un nodo y asocian eso con su MXE e ingresan datos confidenciales. Como alternativa, podrían simplemente usar nodos existentes de la red y no ejecutar ningún nodo ellos mismos. Por lo tanto, existe esta noción de poder ejecutar clústeres con permisos, clústeres sin permisos, clústeres con permisos parciales y tenerlos en tamaños completamente arbitrarios.
Creo que la configurabilidad realmente ayuda a reducir las vulnerabilidades y permite una mayor falta de confianza de la que se vería de otra manera.
¿Cómo la arquitectura de Arcium respalda o posibilita la creación de contratos inteligentes confidenciales entre cadenas? ¿Qué desafíos únicos presenta?
Arcium no sabe qué es un contrato inteligente. En realidad, es un nodo que simplemente conoce a los otros nodos de la red y puede ejecutar esos cálculos seguros de manera eficiente. Simplemente ejecuta códigos de operación. Tenemos nuestro propio sistema operativo distribuido, al que llamamos ARCS OS, que ejecutan esos nodos. Simplemente ejecuta comandos en este sistema operativo, pero no hay noción de activos, tokens o movimiento de cosas.
Todo se compila en este formato, lo cual es muy útil porque podemos tener diferentes contenedores, básicamente diferentes lenguajes, que se compilan en este formato para diferentes plataformas de contratos inteligentes. Esto, por sí solo, ya permite el uso de esta red única desde diferentes redes que normalmente podrían usar formatos completamente diferentes.
En el caso de los contratos inteligentes entre cadenas, lo importante es la verificabilidad. Nuestra solución para la verificabilidad es la denominada auditabilidad pública para los cálculos multipartidarios, que, en definitiva, también significa verificar una prueba y poder saber que algún resultado de un cálculo es realmente el resultado correcto. Con la verificabilidad, tal como hemos visto con CKB (Nervos Common Knowledge Base), las interacciones entre cadenas se vuelven posibles.
¿Cómo prevé el desarrollo de la industria blockchain en los próximos tres años? ¿Habrá alguna tendencia?
Creo que la informática confidencial descentralizada y, en particular, la computación descentralizada de bajo costo fomentarán su adopción generalizada. Eso es algo que el espacio blockchain realmente necesita: aplicaciones que son muy valiosas también en el mundo de la tecnología convencional.
Además, en los próximos tres años, creo que veremos a muchos más actores institucionales utilizar redes blockchain en el... DeFi Parte de ello es la confidencialidad, porque hasta ahora no ha sido posible representar muchos casos de uso en la cadena de bloques, simplemente porque, como empresa o banco, no se puede tener todo visible de forma transparente para que lo vea todo el mundo. Al desarrollar esta tecnología informática confidencial, esto ahora se vuelve posible. Así que creo que ese es el elemento fundamental que nos ha faltado hasta ahora.
¿Puedes compartir la hoja de ruta de Arcium?
En este momento, estamos en una red de prueba privada. Contamos con muchos equipos increíbles que ya están creando aplicaciones con Arcium. Ampliaremos esta red de prueba privada a lo largo del año y luego pasaremos a la red principal y ampliaremos la multicadena.
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Sobre la autora
Victoria es escritora sobre una variedad de temas de tecnología que incluyen Web3.0, IA y criptomonedas. Su amplia experiencia le permite escribir artículos interesantes para un público más amplio.
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