マルチパーティ計算(MPC)ウォレットとは?

マルチパーティ計算（MPC）は、複数の当事者が各自の入力を明かすことなく関数を共同で計算できるようにする暗号技術である。この技術には数多くの実用的な応用があり、MPCウォレットにおけるデジタル資産の安全な保管・転送もその一つである。

本記事では、MPCウォレットの概念、その仕組み、利点と欠点について解説する。

マルチパーティ計算とは何か

マルチパーティ計算（MPC）またはセキュアMPC（SMPC）は、複数の当事者が各自の保有する機密情報や関連する秘密データを明かすことなく計算を評価できるようにする、重要な暗号セキュリティ手法である。 技術の進歩とインターネットの普及に伴い、データセキュリティとプライバシー保護は、特にデータが大規模な分散ネットワークにまたがる場合に困難な課題となっている。MPCは、特にブロックチェーンアプリケーションの文脈において、データセキュリティとプライバシーの問題に信頼できる解決策を提供する重要な技術である。

MPCをより理解するために、簡単な例を見てみよう。

あるWeb3スタートアップに3人のブロックチェーン開発者が勤務しており、互いに、また計算過程で信頼できる第三者に対しても各自の給与を明かすことなく、平均給与を算出したいと考えているシナリオを想定する。

このシナリオでは、従業員はマルチパーティ計算（MPC）プロトコルを用いて、機密情報や個人情報を開示することなく平均給与を計算する。このMPCプロトコルでは、加法的秘密分散と呼ばれるよく知られた暗号技術が用いられる。これは、秘密情報を独立した複数の当事者間で分割・分配する手法である。その結果、外部の当事者は従業員と直接やり取りすることなく平均給与を求めることができる。

MPCプロトコルは、プライバシーと正確性という2つの重要な変数に依存している。

プロトコルが実行された後、各当事者の個人情報を割り出すことはできない。仮に、より大きなグループの中の一部の当事者が情報を共有したり、実行段階でプロトコルの一般的な指示から逸脱したりすることを決めたとしても、MPCは彼らが誠実な当事者に誤った結果を出力させたり、誠実な当事者の秘密情報を漏洩させたりすることを許さない。

マルチパーティ計算の歴史

MPCに関する研究は1970年代初頭に始まり、1980年代に実用的な応用の開発が始まった。これは暗号学の分野において比較的最近の進展である。それ以前、暗号学は主に情報を隠すことに焦点を当てていた。しかし、MPCで用いられる新しいタイプの計算は、複数のソースからのデータを用いて計算を行いながら、部分的な情報のみを隠すことを目的としている。

現在、MPCはデジタルオークションやMPCウォレットにおけるデジタル資産の保護など、幅広い実用的な用途に使われている。MPCは、迅速かつ容易なアクセスを維持しながらデジタル資産を保護しようとする機関や開発者にとって、事実上の標準となっている。ただし、デジタル資産を安全に保管・転送できるかどうかは、秘密鍵が安全に保たれている限りにおいて保証されるものである。

MPCウォレットと他のウォレットの比較

EthereumやSolanaウォレット全般で使用されている一般的な秘密鍵の保管方法には、コールドストレージ、ホットストレージ、ハードウェアウォレットがある（Solana wallets参照）。

1. コールドストレージ - 秘密鍵をオフライン環境で保管する
2. ホットストレージ - 秘密鍵をオンラインのストレージ環境で保管する
3. ハードウェアウォレット - 秘密鍵を物理的な装置やデバイスに保管する

しかし、コールドストレージ、ホットストレージ、ハードウェアウォレットにはいずれもリスクが伴う。コールドストレージは安全ではあるものの、人的ミスによる紛失のリスクがある。一方、ホットストレージは盗難に対して脆弱である。ハードウェアウォレットは、大規模に運用する場合の管理が難しい。

結局のところ、MPCウォレット技術が台頭してきたのは、上記の各ソリューションに伴う運用上・セキュリティ上の課題があったためである。MPCは、デジタル資産の保管と転送の両方において優れた解決策である。

MPCウォレットとは何か

MPCウォレットとは、マルチパーティ計算を用いて、デジタル資産を管理する個人、企業、金融機関、政府に対して強固なセキュリティ保証を提供する暗号通貨・デジタル資産ウォレットである。

MPCウォレットは、複数の当事者による管理を可能にする機関向けウォレットとして初めて登場したものではない。マルチシグ（Multisig）ウォレットも、同時代の代表的なウォレット実装の一つである。MPCベースのウォレットを採用する利点と欠点を掘り下げる前に、まずMPCウォレットとマルチシグウォレットの違いを見てみよう。

MPCウォレットとマルチシグウォレットの違いとは何か

マルチシグウォレットは、送金トランザクションを認証するために複数の秘密鍵を必要とする独自のデジタル署名を用いる。これに対しMPCウォレットは、単一の秘密鍵を複数の当事者間で分割する。

ユーザーが自らの秘密鍵を管理する非カストディアル型の暗号ウォレットは、通常、ウォレット内の資金にアクセスするための秘密鍵を1つだけ持つ。つまり、送金トランザクションに署名・検証するために必要な秘密鍵は1つのみで、追加の認証は不要である。これに対しマルチシグウォレットは複数の当事者が関与し、それぞれが自分の秘密鍵を持ち、過半数の当事者が署名した場合にのみトランザクションが成立する。

マルチシグ技術はBitcoinの登場と密接に関連している。この技術は2012年頃にBitcoinネットワークに初めて導入され、その後マルチシグウォレットが広く普及するに至った。MPCベースのウォレットと同様、マルチシグウォレットもセキュリティ強化を目的として設計されている。

マルチシグウォレットの欠点

今日の急速に変化するデジタル資産エコシステムにおいて、マルチシグウォレットは、プロトコルへの非依存性の欠如や運用上の柔軟性の低さなど、複数の理由により採用が減少しつつある。

1. プロトコルへの依存

マルチシグに対応する暗号通貨プロトコルは数少なく、それぞれ実装が異なるため、マルチシグウォレットのプロバイダーが新しいチェーンを安全にサポートすることは難しい。

2. 運用上の柔軟性の欠如

デジタル資産を管理する組織が拡大するにつれ、マルチシグプロトコルを用いたデジタル資産へのアクセスや転送のプロセスを調整することは煩雑になりうる。

こうした欠点と、今日の課題に対してMPCウォレットが提供する比較的効率的な設計を背景に、多数のウォレットプロバイダーがすでにMPC技術への移行を始めている。

MPCウォレットの利点は何か

ウォレットにMPC技術を用いることには、いくつかの利点がある。第三者を信頼する必要がなくなること、データプライバシーの向上、正確性の向上、単一障害点の排除、ハッカーにとっての難易度の上昇、コールドストレージへの依存の低減などである。

1. 第三者を信頼する必要がなくなる - データを第三者を介さずに分散的な形で共有できる
2. データプライバシーの向上 - データは保管時・転送時ともに暗号化されるため、個人情報が漏洩・侵害されることがない
3. 正確性の向上 - MPCは暗号技術を用いた様々な計算において高い精度の結果を提供する
4. 単一障害点（SPOF）の排除 - 秘密鍵が一箇所に保管されることがない
5. ハッキング難易度の上昇 - ハッカーは複数のシステムや場所にまたがる複数の当事者を攻撃する必要がある
6. コールドストレージへの依存の低減 - ユーザーは資産をオンラインでのみ保有すればよく、コールドストレージデバイスを必要としない

MPCウォレットの欠点は何か

MPCウォレットを使用する際には、開発者やコミュニティ全体が認識しておくべきいくつかの限界がある。計算オーバーヘッドや高い通信コストなどである。

1. 計算オーバーヘッド - 必要なセキュリティを確保するには、秘密鍵の生成のために乱数を生成する必要があり、この乱数生成にはより多くの計算オーバーヘッドを要するため、実行速度が低下する
2. 高い通信コスト - 計算のためにネットワークを介してデータを複数の当事者に分配することは、単純な平文計算と比較して通信コストの増加につながりうる

MPCウォレットのユースケース

MPCウォレットの利用には数多くの利点があるため、MPC技術は機関向けカストディアルソリューションにおける標準的な選択肢となっている。Revolutをはじめとする大手金融機関は、内部・外部双方の攻撃者から保護するために完全な形の暗号鍵の存在自体を実質的に排除するMPCへの移行をすでに発表している。

さらに、近年の消費者向けプロダクトイノベーションの増加により、MPCウォレットのユーザーはより広範なWeb3エコシステムにアクセスできるようになっている。例えば、人気のNFTマーケットプレイスを通じた非代替性トークン（NFT）の売買が、より便利かつ安全になっている。

MPCを利用しているWeb3ウォレットはどれか

MPC技術を用いる利点を踏まえ、Zengo、Fireblocks、Coinbaseをはじめとする数多くの組織がMPC技術に依存したweb3ウォレットを提供している。

1. Zengo

2019年にローンチしたZengoは、シードフレーズの脆弱性を持たない初のセルフカストディウォレットである。Zengoは100万人以上のユーザーを抱え、ハッキング・資産流出・フィッシング被害に遭ったウォレットはこれまで一つもない。マルチチェーン対応と24時間365日のアプリ内カスタマーサポートにより、Zengoは安全なセルフカストディのための定番ウォレットとして常に高い評価を得ている。Zengoは、従来のハードウェアウォレットやソフトウェアウォレットのように中央集権的な秘密鍵に依存する代わりに、機関レベルのMPC技術を活用している。

Zengo Essentialsは無料である一方、2022年にはZengo Proがローンチし、MPC技術を活用した高度なセキュリティおよびセルフカストディ機能一式が提供されている。これには、遺産相続のような機能を内蔵したLegacy Transfer、生体認証による盗難防止機能、Vaultsが含まれる。

2. Coinbase

公開されている暗号資産取引所のMPCウォレットは、増加を続ける多数のユーザーに対し、安全かつ信頼性の高い方法でWeb3エコシステムへのアクセスを提供している。Coinbaseが社内で開発したこのMPCシステムは、ECDSAとEdDSAの両プロトコルをサポートしている。これにより、このウォレットはほぼあらゆるブロックチェーンの暗号署名処理に対応でき、オーバーヘッドがゼロであるため、ユーザーはガス代を支払う必要がない。

ユーザーは、dAppウォレットを通じて、通常の暗号通貨の売買・保有以外のプロダクトカテゴリーにもアクセスできる。刷新されたこのウォレットは、Ethereum Virtual Machine（EVM）互換のすべてのブロックチェーンと、Solanaなど一部の他のチェーンへの対応も進めている。

3. Fireblocks

Fireblocksは、30以上のブロックチェーンプロトコルと1,100種類のトークンに対応するMPCウォレットを提供する、機関向けデジタル資産カストディアンである。MPC技術とハードウェア分離を組み合わせることで、Fireblocksの機関向けMPCウォレットは、トランザクションコストを最小限に抑えながら、セキュリティとサービスレベルアグリーメント（SLA）を最大化している。

4. Liminal

Liminal Custodyは、デジタル資産ウォレットおよびカストディインフラの大手企業である。LiminalのMPCウォレットは、デジタル資産を保管・管理するための、高度に安全かつ効率的な手段である。単一障害点を回避するため、高度な暗号技術を用いて秘密鍵を複数のサーバーに分散させている。

Liminalはさらに、いくつかの独自機能を提供している。

1. 企業は、多次元のセルフカストディパラメータを用いて、MPCウォレットのセキュリティ設定を自社の具体的なニーズに合わせて調整できる
2. LiminalのMPCウォレットは、高度なアルゴリズムを用いてトランザクション確認時間を最適化し、ユーザーがガス代を節約できるようにしている
3. Liminalは各顧客に専任のオンボーディングチームを提供し、迅速かつ容易に利用を開始できるよう支援している

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どのMPCウォレットが最適か

すべてのユーザーに適した万能のMPCウォレットは存在しない。MPCウォレットが提供する追加のセキュリティと使いやすさを求める個人や小規模チームにとって、Zengoは優れた選択肢である。機関投資家向けには、Fireblocksをはじめとする、より多くの選択肢が用意されている。

最適なMPCウォレットを選ぶには、以下の点を確認するとよい。

1. dApp接続性
2. ユーザー体験
3. ウォレットのセキュリティ
4. ネイティブ機能
5. ユーザーインターフェースの設計
6. カスタマーサポート

MPCウォレットは、機関向けカストディアン、投資家、トレーダーにとって基盤となるインフラの一部であり、適切なウォレットの選択はそれぞれのニーズに基づいて行うことになる。