Potenziare la blockchain: il modello di esecuzione parallela di Arcium e l'approccio al Confidential Computing
In Breve
Yannik Schrade discute il ruolo trasformativo di Web3 e l'informatica decentralizzata e riservata per migliorare la privacy della blockchain, la scalabilità e il futuro dell'elaborazione sicura dei dati.
In questa conversazione, ci addentriamo nel mondo di Web3 e informatica riservata con Yannik Schrade, CEO e co-fondatore di Arcium. Yannik condivide approfondimenti su come Arcium sta trasformando la privacy e la scalabilità della blockchain. Dal suo viaggio in Web3 al potenziale impatto dell'informatica decentralizzata e riservata su vari settori, Schrade offre uno sguardo al futuro dell'elaborazione dati sicura e senza fiducia.
Puoi per favore condividere il tuo viaggio verso Web3?
Il mio primo progetto in Web3 era Arcium, ma prima di chiamarci Arcium, ci chiamavamo Elusive. Inizialmente, lavoravamo sulla privacy transazionale on-chain utilizzando prove a conoscenza zero e combinavamo ciò con il Confidential Computation tramite MPC (Multi-Party Computation). Il nostro obiettivo era aggiungere quella che chiamavamo "conformità decentralizzata" in modo che le attività illecite fossero escluse dalle transazioni private, assicurando al contempo che nessuna entità centralizzata potesse controllare questo meccanismo di conformità.
Ho iniziato in Web3 essenzialmente attraverso dimostrazioni a conoscenza zero. Il mio interesse è nato dalla lettura di "1984" di George Orwell da bambino e dal desiderio di impedire che quello scenario diventasse realtà. Dopo la scuola, ho studiato legge, ho fondato la mia prima startup e poi ho iniziato a studiare matematica e informatica, il che mi ha portato alle dimostrazioni a conoscenza zero.
È stato difficile studiare matematica e tutte queste materie tecniche dopo la laurea in giurisprudenza?
Non proprio, perché ho imparato da solo a programmare quando avevo 12 anni e ho continuato a farlo per tutta la vita. Anche mentre studiavo legge, sono stato coinvolto in molti progetti di tecnologia legale e ho fondato una delle più grandi associazioni di tecnologia legale in Germania. Quindi, ho sempre avuto l'aspetto tecnico nella mia vita, ma per qualche motivo, ho deciso di studiare anche legge.
In che modo l'approccio di Arcium al Confidential Computing si differenzia dai tradizionali ambienti di esecuzione attendibili basati su hardware e quali vantaggi offre?
Gli ambienti di esecuzione attendibili hanno mostrato vulnerabilità, come abbiamo visto di recente con un exploit in Intel SGX in cui è stata esfiltrata una chiave di provisioning root. Un ottimo esempio di questa vulnerabilità è l'exploit Secret Network, in cui è stata compromessa l'intera privacy dell'utente. In sostanza, gli ambienti di esecuzione attendibili sono singoli punti di errore e richiedono una supply chain attendibile proprietaria.
I nuovi ambienti di esecuzione affidabili di Apple illustrano l'enorme fiducia richiesta, che non è in linea con ciò che stiamo cercando di ottenere in Web3Hanno affermato di garantire fisicamente la fornitura di chip hardware dagli stabilimenti di produzione ai data center, il che è assurdo se questo è il modello di fiducia con cui dobbiamo lavorare.
Con Arcium, stiamo cercando di rimuovere ogni fiducia e renderla senza fiducia. Ci riusciamo utilizzando un calcolo multi-party sicuro, che combina matematica, crittografia e sistemi distribuiti.
Quali sono i principali vantaggi di Arcium, essendo progettato come una rete chain-agnostic? In che modo influisce sul suo potenziale di adozione in diversi ecosistemi blockchain?
Noi di Arcium crediamo che questa tecnologia debba essere accessibile a tutti in qualsiasi momento. Pensiamo ad Arcium come a un supercomputer globale che dovrebbe essere accessibile su qualsiasi blockchain, ma anche, cosa importante, dovrebbe essere accessibile senza blockchain. Anche le aziende tradizionali dovrebbero essere in grado di utilizzare questa rete senza dover distribuire contratti intelligenti su un registro distribuito.
Si tratta di aprire questa rete per casi d'uso blockchain, motivo per cui è così potente avere un computing confidenziale asincrono su ogni rete contemporaneamente. Ciò favorisce l'adozione perché nuovi casi d'uso sono abilitati su tutti questi diversi registri distribuiti.
In che modo il modello di esecuzione parallela di Arcium contribuisce alla sua elevata produttività? Cosa rende questo approccio diverso dalle altre soluzioni sul mercato?
Se pensiamo ad Arcium come a un supercomputer, ogni nodo della rete è un core in quel computer. Un set di core può essere un cluster computazionale che esegue un calcolo, ma la rete stessa è in un certo senso senza stato. Ciò significa che la rete Arcium non deve operare su un singolo stato sequenziale che deve essere aggiornato, con leader eletti e consenso trovato.
Per Arcium, tutto ciò che fanno questi nodi è eseguire calcoli in parallelo ed eseguirne così tanti che il fattore limitante diventa la velocità della luce.
In che modo l'approccio di Arcium al calcolo crittografato risolve i colli di bottiglia nelle prestazioni tipicamente associati alla crittografia completamente omomorfica?
La crittografia completamente omomorfica (FHE) è una tecnologia grandiosa, soprattutto a livello teorico. Tuttavia, a livello pratico, soffre molto di penalità di latenza. In molti casi, eseguire un calcolo con Arcium rispetto a eseguirlo con uno schema FHE all'avanguardia è spesso decine di migliaia di volte più veloce.
Risolviamo questo problema utilizzando la cosiddetta crittografia in qualche modo omomorfica all'interno di MPC. Ciò ci consente di prendere le parti efficienti di FHE e, per le parti meno efficienti, avere una soluzione più efficiente e migliore.
Puoi spiegare in dettaglio i principali casi d'uso della tecnologia Arcium al di fuori della blockchain e Web3?
Penso che questo sia l'aspetto più interessante di ciò che stiamo costruendo, perché la maggior parte dei team sta solo costruendo una tecnologia che serve solo alla crittografia stessa. Ma credo che la tecnologia dovrebbe servire a un caso d'uso più ampio, e per il Confidential Computing, questo è defiè proprio questo il caso.
C'è molta necessità nello spazio tradizionale, sia per le aziende che per le organizzazioni governative, di avere un computing confidenziale. Uno degli esempi più facili da comprendere oggigiorno sarebbe l'intelligenza artificiale, in particolare l'apprendimento automatico confidenziale.
Ciò che è interessante della nostra tecnologia è che utilizzando MPC come tecnologia di base, possiamo introdurre un nuovo tipo di elemento collaborativo per proteggere il calcolo. Ad esempio, possiamo combinare silos di dati precedentemente completamente isolati e addestrare un modello di apprendimento automatico su questi dati senza che nessuno che detiene tali dati debba mai condividerli con gli altri. Tutti rimangono proprietari; nessuno vede nessuno dei dati, ma sono possibili nuove intuizioni.
Come prevedi l'intersezione tra intelligenza artificiale e informatica in futuro?
Penso che ci siano diversi aspetti in questo. Utilizzando Arcium per l'intelligenza artificiale ci sono molteplici vantaggi. Uno è che ora puoi pensare all'intelligenza artificiale come a un'IA crittografata end-to-end. Dal lato dell'apprendimento, tutti i dati utilizzati possono rimanere privati e, dal lato dell'inferenza, qualsiasi cosa tu chieda al tuo modello rimane privata. Il modello stesso rimane privato.
Un esempio concreto sarebbe nell'assistenza sanitaria. Se abbiamo dati di pazienti super sensibili che non possono essere condivisi, forse a causa della regolamentazione, e io, come individuo, non vorrei che i miei dati sensibili di pazienti fossero condivisi con qualche azienda che elabora tali dati, con Arcium, potrei essere d'accordo nel condividere i dati perché in realtà non vengono mai condivisi. Sono sempre crittografati, e tuttavia sono possibili nuove intuizioni.
Questa nozione di intelligenza artificiale crittografata end-to-end senza che i dati debbano essere condivisi è molto potente. Siamo in grado di facilitarla perché, con la nostra progettazione architettonica, abbiamo questa privacy senza fiducia, ma allo stesso tempo abbiamo anche efficienza.
In che modo l'approccio di Arcium al Confidential Computing può influire potenzialmente sulla scalabilità e l'interoperabilità delle reti blockchain?
Il ruolo di Arcium è quello di essere una rete dedicata che si concentra su una cosa: calcoli efficienti, affidabili e riservati. Arcium è questa rete Decentralized Confidential Computing (DCC) che comunica con diverse reti blockchain e le utilizza per migliorare ulteriormente l'affidabilità tramite un meccanismo di staking e slashing verificabile crittograficamente se un nodo si comporta male.
La scalabilità è influenzata dal fatto che questo Confidential Computing viene esternalizzato a questa rete dedicata, e il registro principale non deve subire rallentamenti o problemi di consenso. In futuro, potrebbe esserci una maggiore specializzazione per reti diverse e all'interno delle reti.
Ad esempio, all'interno della rete Arcium, può esserci una specializzazione con nodi che operano hardware dedicato. Se c'è un nodo che vuole davvero concentrarsi sulla facilitazione dei casi d'uso dell'IA, molto probabilmente eseguirà alcune GPU, il che potrebbe non avere senso come requisito per le normali reti blockchain.
Quali sono le implicazioni di sicurezza delle configurazioni configurabili di Arcium? In che modo la piattaforma garantisce che le configurazioni personalizzate non introducano vulnerabilità?
Le configurazioni personalizzate in Arcium significano essenzialmente che gli utenti che desiderano un computing confidenziale creano quello che chiamiamo un MXE (MPC Execution Environment) come alternativa a un TEE (Trusted Execution Environment). Si tratta di un ambiente virtuale crittografato che esiste nella nostra rete. Per quell'ambiente, possono configurare un cluster di nodi che elabora quei calcoli.
Gli utenti possono decidere di eseguire un cluster in cui eseguono un nodo, qualcun altro esegue un nodo e associano questo al loro MXE e inseriscono dati sensibili. In alternativa, potrebbero semplicemente utilizzare nodi esistenti dalla rete e non eseguire alcun nodo da soli. Quindi c'è questa nozione di poter eseguire cluster con autorizzazione, cluster senza autorizzazione, cluster semi-con autorizzazione e averli in dimensioni completamente arbitrarie.
Penso che la configurabilità aiuti effettivamente a ridurre le vulnerabilità e consenta una maggiore affidabilità di quanto non si vedrebbe altrimenti.
In che modo l'architettura di Arcium supporta o abilita la creazione di contratti intelligenti riservati cross-chain? Quali sfide uniche presenta?
Arcium stessa non sa cosa sia uno smart contract. È in realtà un nodo che conosce solo gli altri nodi nella rete e può eseguire in modo efficiente quei calcoli sicuri. Esegue solo opcode. Abbiamo il nostro sistema operativo distribuito, che chiamiamo ARCS OS, che quei nodi eseguono. Esegue solo comandi in questo sistema operativo, ma non c'è alcuna nozione di asset, token o spostamento di cose.
Tutto viene compilato in questo formato, il che è potente perché possiamo avere wrapper diversi, essenzialmente linguaggi diversi, che vengono compilati in questo formato per diverse piattaforme di smart contract. Questo, di per sé, consente già l'utilizzo di questa singola rete da diverse reti che normalmente potrebbero utilizzare formati completamente diversi.
Per gli smart contract cross-chain, ciò che conta è la verificabilità. La nostra soluzione alla verificabilità è la cosiddetta verificabilità pubblica per i calcoli multipartitici, che alla fine dei conti significa anche solo verificare una prova ed essere in grado di sapere che un output di un calcolo è effettivamente l'output corretto. Con la verificabilità, proprio come abbiamo visto con CKB (Nervos Common Knowledge Base), le interazioni cross-chain diventano possibili.
Come prevedete lo sviluppo del settore blockchain nei prossimi tre anni? Ci saranno delle tendenze?
Penso che il decentralized Confidential Computing e in particolare l'MPC promuoveranno l'adozione mainstream. È qualcosa di cui lo spazio blockchain ha davvero bisogno: applicazioni che sono molto preziose anche nel mondo della tecnologia mainstream.
Inoltre, entro i prossimi tre anni, penso che vedremo molti più attori istituzionali utilizzare le reti blockchain su DeFi lato. Una parte di ciò è avere questa riservatezza perché, finora, molti casi d'uso non sono stati rappresentati sulla blockchain semplicemente perché, come azienda o banca, non sei in grado di avere tutto in modo trasparente e visibile al mondo intero. Costruendo questa tecnologia di elaborazione confidenziale, ora questo diventa possibile. Quindi penso che sia l'elemento essenziale di cui siamo stati carenti finora.
Puoi condividere la roadmap di Arcium?
Al momento, siamo in una testnet privata. Abbiamo molti team straordinari che stanno già sviluppando applicazioni con Arcium. Stiamo espandendo questa testnet privata nel corso dell'anno, e poi passeremo alla mainnet ed espanderemo la multi-chain.
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Circa l'autore
Victoria è una scrittrice su una varietà di argomenti tecnologici, tra cui Web3.0, AI e criptovalute. La sua vasta esperienza le consente di scrivere articoli approfonditi per un pubblico più ampio.
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