マルチパーティ計算(MPC)ウォレットとは?開発者向け完全ガイド

マルチパーティ計算(MPC)ウォレットは、機関投資家向けの暗号資産セキュリティにおける大きな進歩として登場し、従来の単一鍵方式からの重要な前進を示している。MPCと並んで、Trusted Execution Environment(TEE)のような代替技術も台頭しており、web3アプリケーションにおける鍵管理とユーザー体験という根本的な課題に対して、異なるアプローチを提供している。

暗号資産インフラを構築している、あるいは自社アプリ向けにウォレットソリューションを評価している場合、本ガイドではMPC技術について知っておくべきことを解説し、TEEなどの代替技術との比較を行い、セキュリティとユーザー体験の要件に最も適したアプローチを見極める助けとなる。

マルチパーティ計算とは何か

マルチパーティ計算(MPC)は、複数の当事者がそれぞれの入力を互いに秘匿したまま、その入力に対する関数を共同で計算できる暗号プロトコルである。暗号資産ウォレットの文脈では、MPCは秘密鍵を複数の暗号化されたシェアに分割し、異なる当事者に分散させる。これにより、完全な鍵を再構成することなく、また各当事者が他の当事者が保持するシェアについて一切の情報を知ることなく、共同でトランザクションに署名できる。

核ミサイル発射システムを思い浮かべるとよい。複数の担当者が同時に鍵を回す必要があるシステムだ。ただしMPCの場合、この「鍵」は数学的なシェアであり、それらが一箇所に揃うことなく有効な署名を生成できる。

もう少し具体的な例で言えば、Web3スタートアップに勤める3人の開発者が、計算過程で互いに、あるいは信頼できる第三者に対しても個々の給与を明かすことなく、平均給与を算出したいと考える場面を想像してほしい。

このシナリオでは、従業員たちはマルチパーティ計算(MPC)プロトコルを用いて、個々の給与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プロトコルは、加法的秘密分散と呼ばれるよく知られた暗号技術を採用する。これは、秘密情報を独立した当事者のグループの間で分割・分散する手法である。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の2つの中核的性質

すべてのMPCプロトコルは以下を保証しなければならない。

• プライバシー: プロトコルの実行から、各当事者が保持する個々の情報を推測することができないこと
• 正確性: 一部の当事者がプロトコルから逸脱したり情報を共有したりしても、正直な当事者に誤った結果を出力させることができないこと

MPCの技術的な仕組み

MPCウォレットを使用する際、内部では以下のことが起きている。

1. 分散鍵生成(DKG)

ウォレットは、Shamirの秘密分散法やより高度な閾値署名方式などの暗号技術を用いて鍵シェアを生成する。各シェアはそれ単体では意味を持たず、何らかの操作を行うには閾値の数(例えば3つのうち2つ)が必要となる。さらに、完全な秘密鍵は生成時を含め、いかなる単一の場所にも存在しない。

2. トランザクション署名

新しいトランザクションを開始すると、ウォレットは署名リクエストを作成する。各自が鍵シェアを保持する複数の当事者が暗号プロトコルに参加し、そのトランザクションに対する署名を生成しなければならない。

各当事者は自分の鍵シェアに関する情報を一切明かすことなく数学的証明を交換し、この仕組みのセキュリティを維持する。最終的に生成される署名は、従来の単一鍵ウォレットで作成される署名と同一のものとなる。

3. 鍵のリフレッシュとリカバリー

この一連の機能フローに加えて、MPCウォレットは基盤となる秘密鍵を変更することなく、鍵シェアを定期的にリフレッシュすることもできる。これは、個々の鍵シェアが失われた場合に特に有用で、システムは古いシェアを無効化する新しいシェアを生成できる。

MPCウォレットと他の暗号資産ウォレットの比較

ウォレットのセキュリティには複数のアプローチがあり、それぞれ異なるトレードオフを伴う。自分のアプリケーションに適したソリューションを選ぶには、これらの違いを理解することが欠かせない。

MPCウォレットは技術的には単一秘密鍵ウォレットであり、その単一の鍵が異なる当事者・デバイスによって保持されるシェアに分割されている。MPCを実装する際、プロバイダーはこれらのシェアをどう分散させるかを決める必要があり、この決定がセキュリティとユーザー体験の双方に根本的な影響を与える。

シンプルな2者構成:

• ユーザー必須シェア: ユーザーが1つのシェアを、プロバイダーがもう1つのシェアを保持し、署名には両方が必要となる。真のセキュリティを提供するが、UX上の摩擦を生む。ユーザーは暗号マテリアルを管理しなければならず、恒久的なロックアウトのリスクを負う。
• プロバイダー管理シェア: プロバイダーが単独で署名できるだけの数のシェアを保持する。プロバイダーが侵害された場合でもユーザーの資金にアクセスできてしまうため、従来の秘密鍵管理と比べてセキュリティ上の利点は限定的である。

高度な3者構成: より洗練された実装では、以下による3つのうち2つの閾値方式を用いる。

• ユーザーデバイスシェア: (TEE/Secure Enclaveを介して)ユーザーのデバイスに封印され、生体認証やPINによってゲートされる
• プロバイダーシェア: サービス側が保持し、多くの場合ソーシャル認証と紐づく
• バックアップシェア: (ユーザーのコールドストレージ、アプリ開発者、またはプロバイダーのストレージに)別途保管される

この構成により、ユーザーはデバイスを紛失してもバックアップシェアを使って新しいデバイスシェアを作成することで復旧でき、バックアップシェアは再分散操作のみに用途が制限される。しかし、こうした高度な実装であっても、現代の認証手法との間には根本的な限界が存在する。

MPCとマルチシグウォレットの比較

MPCウォレットは技術的には単一鍵モデルだが、マルチシグウォレットと共通点も多い。では両者の違いは何か。

マルチシグウォレットは、送信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固有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。いずれの場合も、トランザクションの署名には複数の当事者・デバイスが必要となるが、両モデルの実装方式は異なる。

マルチシグウォレット:

• 複数の完全な秘密鍵が存在する
• オンチェーンでのスマートコントラクト実装が必要
• オンチェーン上で可視である(誰でもマルチシグであることが分かる)
• 複数の署名検証によりガスコストが高くなる
• マルチシグをネイティブにサポートするチェーンに限定される

MPCウォレット:

• 単一の秘密鍵がシェアに分割される
• 暗号層(オフチェーン)で動作する
• オンチェーン上では通常の単一署名ウォレットとして見える
• 標準的なトランザクションコスト
• プロトコル非依存(どのブロックチェーンでも動作する)

MPCとスマートコントラクトウォレット(アカウント抽象化)の比較

アカウント抽象化の標準であるERC-4337とERC-7702の登場により、ウォレットUXに新たな可能性が生まれた。AlchemyのBundlerとGas Managerは、アカウント抽象化ウォレット向けにトランザクションのバンドリングとガススポンサーシップを提供し、開発者は自らの認証・セキュリティ要件に合った鍵管理方式を選択できる。

スマートコントラクトウォレットも鍵管理は依然として必要であるため、MPCウォレットはアカウント抽象化と競合する製品ではない。むしろ多くのアプリが両者を組み合わせることで、セキュリティを最大化しつつユーザーに最良の体験を提供している。

MPCとTEE: 現代的な選択肢

**Trusted Execution Environment(TEE)**は、特にユーザー体験を重視するアプリケーションにとって、MPCの有力な代替手段として登場している。

MPCアプローチ:

• 鍵シェアを複数の当事者間に分散させる
• 署名のたびに調整が必要となる
• メール・ソーシャルログインに対する検証可能なアクセス制御を提供できない
• ユーザーの複雑さ(ユーザーが暗号マテリアルを管理しなければならない)か、プロバイダー管理(プロバイダーが単独で行動できるだけのシェアを保持する)かの選択を迫られる

TEEアプローチ:

• ハードウェアで隔離された鍵の保管と計算
• メール・ソーシャル認証と紐づいた検証可能なアクセス制御を提供できる
• ユーザーが暗号マテリアルを管理する必要をなくす
• セキュリティを損なうことなくシームレスなユーザー体験を実現する

TEE + アカウント抽象化の力

TEEとスマートコントラクトウォレットを組み合わせることで、最適な機能セットが得られる。

• 安全な、ハードウェアで隔離された鍵管理(TEE)
• 使い慣れた認証手法に紐づいた検証可能なアクセス制御(TEE)
• プログラム可能なトランザクションルール(スマートコントラクトウォレット)
• ガススポンサーシップとバッチ処理機能(スマートコントラクトウォレット)
• ソーシャルリカバリーのオプション(スマートコントラクトウォレット)
• 鍵管理の複雑さがないシームレスなユーザー体験(TEE)

TEEは、正当な認証が成功した場合にのみアカウントへのアクセスが発生することを暗号学的に保証でき、現代のアプリケーションが求めるユーザー体験を可能にする。

MPCウォレットの利点は何か

MPCウォレットには、ウォレットセキュリティの発展における重要な足がかりとなった理論上の利点がいくつかある。

1. 分散信頼モデル: 秘密鍵が単一の場所に保管されないため、理論上は単一障害点を減らせる。
2. 数学的なプライバシー保証: データが暗号化・分散されるため、単一の当事者が完全な鍵にアクセスすることはない。
3. プロトコル互換性: MPCは特定のスマートコントラクトのサポートを必要とせず、あらゆるブロックチェーンで機能する。
4. 暗号技術の革新: 実用的な用途における応用暗号学の重要な進歩を示している。

しかし、これらの利点には実装上のトレードオフが伴い、TEEのような代替手段はそれをより洗練された形で解決できる。

MPCウォレットの欠点は何か

MPCの限界が、TEEのような代替技術への革新を促してきた。

• 計算オーバーヘッド: MPCは複雑な暗号演算を必要とし、すべてのトランザクションに遅延と計算コストを追加する。
• 高い通信コスト: 分散した当事者間の調整はネットワークのオーバーヘッドと潜在的な障害点を生む。
• 認証上の制約: MPCは、ユーザーが期待するメール・ソーシャルログイン方式に対して検証可能なアクセス制御を提供できない。
• UXの複雑さ: 真のMPC実装ではユーザーが鍵マテリアルを管理する必要があり、簡略化された実装では意味のあるセキュリティ上の利点が得られない場合がある。
• 実装上のトレードオフ: ユーザーの複雑さ(選択肢1)とセキュリティ・シアター(選択肢2)の間の根本的な選択が、実用上の適用範囲を制限する。

2025年の主要なMPCウォレットソリューション

MPCウォレットの分野はここ数年で大きく成熟し、多くのプレイヤーが参入している。現在市場に出ている主要プロバイダーの一部を紹介する。

エンタープライズ向け

Fireblocks

Fireblocksは、ハードウェア隔離による業界トップクラスのセキュリティを提供する。3億以上のウォレットをサポートし、SOC2 Type 2認証を取得しており、ホット・コールドストレージ、ノードインフラ、資産保険など、あらゆるエンタープライズニーズに対応する機能群を提供する。

Blockdaemon

Blockdaemonは、MPCウォレット製品やボルトプロバイダーを含む、機関投資家グレードのセキュリティ製品群を提供する。ISO 27001認証を取得しており、バリデーターや機関投資家向けに設計されている。

コンシューマー向け

Zengo

Zengoは1,000種類の資産をサポートし、150万人以上の顧客を抱える、市場初期のコンシューマー向けMPCウォレットの一つである。モバイルファーストのアプリケーションに適した製品で、生体認証、3要素認証、マルチチェーン対応を提供する。

Coinbase Wallet

Coinbaseは世界最大級の取引所の一つであり、そのウォレット製品がセキュリティの可能性を押し広げているのは驚くことではない。シームレスな法定通貨オンランプ、MPC統合、サードパーティアプリへの組み込み用SDKを提供するCoinbaseのウォレット製品は、現在市場で最も人気の高いものの一つである。

開発者向け(SDKとインフラ)

Web3Auth

Web3Authは最近Consensysに買収されたツールで、MPCとアカウント抽象化の両方の機能を提供する。Web、iOS、Android、React Nativeに対応しており、Web3Authはユーザーを保護するための柔軟なフレームワークとなっている。

Portal

Portalは最近、ステーブルコインインフラプロバイダーとして事業の方向性を再定義した。シンプルなSDKとAPIを提供し、Portalはウォレットスタックに素早くMPC機能を統合するための一連の開発者ツールを提供する。

Alchemyのインフラ

Alchemyは、RPCとData API、Gas Manager、Bundlerを提供しており、ウォレット開発者はこれらをチェーン接続、オンチェーンデータ、ガススポンサーシップ、アカウント抽象化のトランザクションバンドリングに利用できる。組み込み型ウォレット機能については、AlchemyとPrivyのパートナーシップを参照のこと。

MPCウォレットの選び方

アプリにMPCウォレットを統合することは、思っているほど複雑ではなく、多くの場合シンプルなSDK統合で済む。検討すべきステップを以下に示す。

自身のニーズを評価する

まず、自社のユースケースとニーズに基づいてMPCプロバイダーを評価する。例えば、コンシューマー向けアプリを構築している場合、エンタープライズ向けのボルトセキュリティよりもソーシャルリカバリー機能を優先するかもしれない。モバイルファーストで開発しているなら、生体認証を優先したいと考えるかもしれない。

各プロバイダーの機能セットを評価することに加えて、以下も検討する価値がある。

• チェーンサポート: 構築しようとしているチェーンで動作するか
• 統合の複雑さ: どの程度の開発工数が必要か
• コンプライアンス: 自社の規制要件を満たしているか
• コスト構造: MPCプロバイダーのコストはどの程度か、規模拡大に伴いそのコストはどう変化するか
• パフォーマンス: そのプロバイダーが提供するSLAとパフォーマンスベンチマークはどのようなものか

MPC実装におけるセキュリティのベストプラクティス

MPC、TEE、あるいはハイブリッドアプローチのいずれを使うにしても、セキュリティのベストプラクティスは依然として重要である。

鍵の生成と保管

• 鍵生成には常にハードウェアに裏打ちされた乱数を使用する。
• 該当する場合、鍵のリフレッシュプロトコル(月次または四半期ごと)を実装する。
• MPC使用時は、地理的に分散した場所にシェアを保管する。
• 各コンポーネント(HSM、TEE、セキュアエレメント)に異なるセキュリティモデルを使用する。

ネットワークセキュリティ

• すべての鍵シェア通信にエンドツーエンド暗号化を実装する。
• MPCノード間には相互TLS認証を使用する。
• 該当する場合、ノードを別々のネットワークセグメントに配置する。
• 異常な署名パターンがないか、シェアを監視する。

運用面のセキュリティ

• すべての管理操作に多要素認証を要求する。
• 署名リクエストにレート制限を実装する。
• すべての鍵管理操作を記録・監査する。
• 定期的なセキュリティ評価とペネトレーションテストを実施する。

コンプライアンスとデータプライバシーに関する考慮事項

組み込み型ウォレットプロバイダーは、ユーザー認証データを扱う際に複雑な規制要件に対応しなければならない。ウォレットを用いた開発を検討する際には、以下の点に留意すべきである。

KYC/AMLのトリガー

「顧客確認」の要件は、ウォレットが法定通貨のオン/オフランプ、高額取引を仲介する場合や、規制対象の管轄区域で運用される場合に発生し得る。ソーシャルログインデータは、検証済みの本人確認情報を提供することでコンプライアンス対応を効率化できる。

GDPRの義務

欧州のユーザーは、ソーシャルログインシステムが個人情報を収集する場合、データの携行性、削除、アクセスに関する権利を有する。そのためウォレットプロバイダーは、データの最小化を実装し、欧州の顧客から明示的な同意を得る必要がある。

コンプライアンスチェックリスト

ウォレットを用いた開発を行っており、いくつかの点を念頭に置いておきたい場合、以下を提供するソリューションを探すべきである。

1. データの最小化: ウォレット機能と規制コンプライアンスに必要な情報のみを収集する。
2. 地域ごとの鍵保管: 暗号マテリアルとユーザーデータを、規制要件に合致した管轄区域に保管する。
3. SOC2 Type IIレポート: エンタープライズグレードのセキュリティ管理を実装し、定期的な第三者によるセキュリティ評価を受ける。

よくある落とし穴とその回避方法

よくある実装上の落とし穴を理解することは、より良いアーキテクチャ上の判断を導く助けとなる。

落とし穴1: リカバリー機構の見落とし

実態: 基盤となる技術に関わらず、ユーザーはデバイスを紛失したり認証情報を忘れたりするものである。解決策: 初日から複数のリカバリー経路を構築する。TEEはMPCでは容易に実現できない高度なリカバリーフローを可能にする一方、MPCでは鍵シェアのリカバリーについて慎重な計画が必要となる。

落とし穴2: パフォーマンスへの影響の軽視

実態: MPCによる署名は各トランザクションに100~500msの遅延を加える可能性がある一方、TEEの処理は通常はるかに高速である。解決策: ユーザーがトランザクションの状態を把握できるよう滑らかなUI更新を実装し、アプリケーションがMPC固有の遅延を許容できるかどうかを検討する。

落とし穴3: 認証方式の制約

実態: ユーザーはシームレスなメール・ソーシャルログイン体験を期待している。解決策: 選択したアプローチが、現代の認証手法に対して検証可能なアクセス制御を提供できるかどうかを慎重に評価する。この点ではTEEが優れており、MPCは根本的な限界に直面する。

落とし穴4: ベンダーロックイン

実態: 導入後にウォレットのセキュリティプロバイダーを切り替えるのは複雑になり得る。解決策: プロバイダー固有のロジックを抽象化し、可能な限り移植可能な鍵フォーマットを維持することで、移行経路を確保しておく。

MPCウォレットの今後: 2025年以降

ウォレット技術の分野は急速に進化しており、異なるアプローチがそれぞれ最適なユースケースを見出しつつある。

MPCの継続的な役割 MPCは、分散制御と規制コンプライアンスを必要とする特定の機関向けユースケースにおいて、依然として価値を持ち続けている。その暗号技術上の革新は、セキュアな計算における幅広い進歩の道を開いてきた。

コンシューマーの標準としてのTEE コンシューマー向けアプリケーションや開発者向けプラットフォームでは、TEE技術が望ましいアプローチとして台頭している。これは、検証可能なセキュリティ保証を提供しつつ、主流採用に必要なシームレスなユーザー体験を可能にする。

ハイブリッドアプローチ 今後は、異なる技術の長所を組み合わせたハイブリッドシステムが主流となる可能性が高い。例えば、ユーザー向けの操作にはTEEを使用し、機関向けカストディ要件にはMPCを活用するといった形である。

見えないセキュリティ 勝者となるウォレットソリューションは、ユーザーが一切意識する必要のないものになるだろう。使い慣れた方法で認証し、見えないセキュリティのもとで動作し、実際のユーザーにとって機能するリカバリー機構を提供するものである。

結論: Web3の未来を支える基盤としてのMPC

MPCウォレットは暗号セキュリティにおける重要な進歩であり、業界をより良い鍵管理ソリューションへと押し進める上で重要な役割を果たしてきた。次世代のweb3アプリケーションを構築する開発者にとって、MPCを理解することは、より広範なセキュリティの動向を把握する上で重要な文脈を提供する。

しかし、特にユーザー体験と認証に関するMPCの実用上の限界が、セキュリティとユーザビリティの両方を実現できるTEEのような代替技術の登場を促してきた。重要なのは、自社の具体的なユースケースに適したアーキテクチャを選ぶことである。それが分散制御を必要とする機関向けアプリケーションであれ、シームレスなオンボーディングを必要とするコンシューマー向けプラットフォームであれ変わらない。

あらゆるアプリケーションが暗号資産機能を統合する未来に向かうなかで、勝ち残るインフラはセキュリティ、ユーザビリティ、柔軟性のバランスを取ったものとなるだろう。MPCは重要な基盤を築いてきた一方で、TEEのような技術は見えない、安全なユーザー体験という約束を実現しつつある。

Alchemyでウォレットインフラを構築する

アプリケーションにウォレット技術を実装する準備はできているだろうか。鍵管理のアプローチを評価する際には、本当に重要なことを考えてほしい。ユーザーが実際にそれを使えるか、そしてセキュリティは実際に機能するか、という点である。Alchemyは、ウォレットプロバイダーやアプリ開発者が選択したウォレットソリューションと組み合わせて使えるチェーンインフラを提供する。

• 信頼性の高いブロックチェーンアクセス: AlchemyのRPC APIを通じて、サポート対象のチェーンに接続できる
• オンチェーンデータ: AlchemyのData APIを使って、ウォレットの残高やトランザクション履歴を取得できる
• アカウント抽象化インフラ: ガススポンサーシップにはGas Managerを、トランザクションのバンドリングにはBundlerを使用できる

これにより、選択したウォレットセキュリティモデルを、チェーンアクセス、データ、トランザクション実行のための本番環境インフラと組み合わせて使うことができる。

• Gas Managerによるガスレストランザクションを試す
• AlchemyとPrivyのパートナーシップについて詳しく知る

よくある質問

MPCウォレットとは何か

MPCウォレットは、マルチパーティ計算を用いて秘密鍵を暗号化されたシェアに分割し、複数の当事者に分散させることで、いずれの当事者も完全な鍵を保持したり、一箇所で再構成したりすることなく、共同でトランザクションに署名できるようにするものである。

MPCウォレットは従来のウォレットとどう違うのか

従来のウォレットは完全な秘密鍵を一箇所に保管するため単一障害点が生まれるのに対し、MPCウォレットは鍵シェアを複数の当事者間に分散させ、完全な鍵を露出させることなくトランザクションに署名するために協調作業を必要とする。

MPCウォレットがマルチシグウォレットに対して持つ主な利点は何か

MPCウォレットはオンチェーン上で通常の単一署名ウォレットとして見え、標準的なトランザクションコストであらゆるブロックチェーンで動作するのに対し、マルチシグはオンチェーンでのスマートコントラクト実装を必要とし、ガスコストが高く、ネイティブにサポートするチェーンに限定される。

MPCウォレットは安全か

MPCウォレットは、トランザクションの実行に複数の当事者の協調を要求することでセキュリティを高めている。攻撃者は単一の鍵保管場所ではなく複数のシステムを同時に侵害しなければならないため、盗難がはるかに困難になる。

MPCウォレットの主な欠点は何か

MPCウォレットは計算上のオーバーヘッドがあり、トランザクションに遅延を加えるほか、当事者間の通信コストが高く、ユーザーが期待するメール・ソーシャルログイン方式に対して検証可能なアクセス制御を提供することができない。

MPCウォレットは鍵のリカバリーをどう処理するのか

MPCウォレットは鍵シェアを定期的にリフレッシュでき、一部のシェアが失われても閾値を満たす残りのシェアがあればアクセスを許可できるが、ユーザーの複雑さとセキュリティのどちらを重視するかという点で、実装はプロバイダーごとに大きく異なる。

MPCウォレットはアカウント抽象化と併用できるか

はい、MPCウォレットはスマートコントラクトウォレットやアカウント抽象化機能と組み合わせることができる。スマートコントラクトウォレットも鍵管理を必要とするため、MPCはその基盤となるセキュリティ層を提供できる。

MPCとTEEのアプローチの違いは何か

MPCは鍵シェアを分散させ、署名のたびに調整を必要とするのに対し、TEEはハードウェアで隔離された鍵保管を用い、メール・ソーシャル認証と紐づいた検証可能なアクセス制御をより優れたユーザー体験とともに提供できる。