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重要な進歩として登場し、従来の単一鍵アプローチからの大き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注目を集めており、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たり、アプリ向けのウォレットソリューションを評価している場合、このガイドではMPC技術について知っておくべきことをすべて解説し、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理解する手助けをする。

マルチパーティ計算とは何か

マルチパーティ計算(MPC)は、複数の当事者が互いの入力を秘密にしたまま、それらの入力に対する関数を共同で計算できるようにす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、異なる当事者間に分散させる。これにより、完全な鍵を再構成することも、他の当事者が保持するシェアについて情報を得ることもなく、共同でトランザクションに署名できるようになる。

これは、複数の士官が同時に鍵を回さなければならない核ミサイル発射システムのようなものだと考えるとよい。ただし、MPCの場合、「鍵」とは、一箇所に揃うことなく有効な署名を生成できる数学的なシェアである。

あるいは、もっと身近な例として、Web3スタートアップに勤める3人のエンジニアが、計算過程で互いに、また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場合を考えてみよう。

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、個々の給与やプライベートな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、独立した当事者のグループ間で秘密を分割・分散する加法的秘密分散として知られる暗号技術を用いる。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つの中核的な性質

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非公開情報を推測することはできない
• 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はできない

MPCの実際の仕組み: 技術的な深掘り

MPCウォレットを使用する際、内部では以下のことが起こっている。

1. 分散鍵生成(DKG)

ウォレットは、Shamirの秘密分散やより高度な閾値署名スキームといった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2-of-3)が必要となる。さらに、完全な秘密鍵は、生成時ですら一箇所に存在することはない。

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。それぞれ鍵シェアを保持する複数の当事者は、そのトランザクションの署名を生成するために暗号プロトコルに参加しなければならない。

各当事者は自身の鍵シェアに関する情報を明かすことなく数学的な証明を交換し、セットアップのセキュリティを維持する。最終的に得られる署名は、従来型の単一鍵ウォレットが生成する署名と同一のものである。

3. 鍵の更新と復旧

この機能的な流れに加えて、MPCウォレットは基盤となる秘密鍵を変更することなく、定期的に鍵シェアを更新することもできる。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

ウォレットセキュリティの分野にはいくつかのアプローチがあり、それぞれに明確なトレードオフがある。これらの違いを理解することは、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うえで重要である。

MPCウォレットは技術的には単一の秘密鍵ウォレットであり、その単一の鍵が異なる当事者/デバイスが保持するシェアに分割されている。MPCを実装する際、プロバイダはこれらのシェアをどのように分散させるかを決定する必要があり、これはセキュリティとユーザー体験の両方に根本的な影響を与える。

シンプルな2者間セットアップ:

• ユーザー必須シェア: ユーザーが1つのシェアを保持し、プロバイダがもう1つを保持し、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。ユーザーは暗号材料を管理しなければならず、永久にロックアウトされるリスクを負う。
• プロバイダ管理シェア: プロバイダが単独で署名するのに十分なシェアを保持する。侵害されたプロバイダがそれでもユーザー資金にアクセスできてしまうため、従来型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者間セットアップ: より洗練された実装では、以下による2-of-3の閾値が使われる。

• ユーザーデバイスシェア: (TEE/Secure Enclave経由で)ユーザーのデバイスに封じ込められ、生体認証またはPINでゲートされる
• プロバイダシェア: サービス側が保持し、多くの場合ソーシャル認証と紐づけられる
• バックアップシェア: 別途保管される(ユーザーのコールドストレージ、アプリ開発者、またはプロバイダのストレージ)

このセットアップにより、ユーザーはデバイスを紛失した場合、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アクセスを復旧できる。一方でバックアップシェアは再シャーディング操作のみに制限される。しかし、こうした高度な実装であっても、現代の認証方式に対しては根本的な限界に直面する。

MPC対マルチシグウォレット

MPCウォレットは技術的には単一鍵モデルであるが、マルチシグウォレットと多くの共通点を持つ。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独自のデジタル署名を使用する。一方、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。どちらの場合も、トランザクションには複数の当事者/デバイスによる署名が必要となるが、それぞれのモデルの実装方法は異なる。

マルチシグウォレット:

• 複数の完全な秘密鍵が存在する
• オンチェーンのスマートコントラクト実装が必要
• オンチェーンで可視(誰でもマルチシグであることがわかる)
• 複数署名の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:

• 単一の秘密鍵をシェアに分割
• 暗号レイヤーで動作する(オフチェーン)
• オンチェーンでは通常の単一署名ウォレットのように見える
• 標準的なトランザクションコスト
• プロトコルに依存しない(どのブロックチェーンでも動作する)

MPC対スマートコントラクトウォレット(アカウントアブストラクション)

アカウントアブストラクションの標準であるERC-4337、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。その全容はAlchemyのSmart Walletsに見ることができ、企業はこのインフラを活用して、プログラム可能なトランザクションロジック(利用限度額)、ソーシャルログイン(ユーザーはメールアドレスや電話番号でオンチェーンアドレスを作成できる)、ガススポンサーシップ(アプリがユーザーに代わってガス代を支払うことができる)など、強力な機能を実現している。

スマートコントラクトウォレットもやはり鍵管理を必要とするため、MPCウォレットはアカウントアブストラクションと競合する製品ではない。実際、多くのアプリは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するために両者を組み合わせている。

MPC対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おいて、MPCに代わる有力な選択肢として登場している。

MPCのアプローチ:

• 鍵シェアを複数の当事者間に分散させる
• すべての署名に調整が必要
• 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(ユーザーが暗号材料を管理しなければならない)かプロバイダ管理(プロバイダ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のアプローチ:

• 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
• ユーザーが暗号材料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+アカウントアブストラクションの力

TEEとSmart Walletsを組み合わせることで、最適な機能セットが得られる。

• 安全でハードウェアによって隔離された鍵管理(TEE)
• 使い慣れた認証方式と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(Smart Wallets)
• ガススポンサーシップとバッチ処理機能(Smart Wallets)
• ソーシャルリカバリーオプション(Smart Wallets)
• 鍵管理の複雑さのないシームレスなユーザー体験(TEE)

TEEは、適切な認証が成功した場合にのみアカウントアクセスが発生することを暗号的に保証でき、現代のアプリケーションが必要とするユーザー体験を実現する。

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進化における重要な足がかりとなったいくつかの理論的な利点がある。

1. 分散型の信頼モデル: 秘密鍵は一箇所に保管されないため、理論上、単一障害点を減らせる。
2. 数学的なプライバシー保証: データは暗号化されて分散されるため、完全な鍵にアクセスできる単一の当事者は存在しない。
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、すべてのブロックチェーンで動作する。
4. 暗号技術の革新: 実用的なユースケースに向けた応用暗号学における大きな進歩を表している。

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のような代替技術のほうがより洗練された形で対応できる。

MPCウォレットの欠点は何か

MPCの限界は、TEEのような代替技術へのイノベーションを後押ししてきた。

• 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レイテンシと計算コストを追加する。
• 通信コストの高さ: 分散した当事者間の調整はネットワーク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や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材料を管理する必要があり、簡略化されたバージョン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(オプション1)とセキュリティの見せかけ(オプション2)の間の根本的な選択が、実用性を制限している。

2025年をリードする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ており、多くのプレイヤーがこの分野に存在する。以下は現在市場に出ている主要なプロバイダの一部である。

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幅広い機能を提供する。

Blockdaemon

Blockdaemonは、MPCウォレット製品やボールトプロバイダを含む、機関投資家向けのセキュリティサービス群を提供する。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、150万人を超える顧客を抱え、市場で最初期のコンシューマー向けMPCウォレットの1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優れた製品で、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1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も当然と言える。シームレスな法定通貨オンランプ、MPCの統合、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あるものの1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とアカウントアブストラクションの両方の機能を提供する。Web、iOS、Android、React Nativeにまたがるサポートにより、Web3Authはユーザーのセキュリティを確保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へとポジションを変更した。シンプルなSDKとAPIを提供し、Portalは自社のウォレットスタックにMPC機能を素早く統合するための一連の開発者ツールを提供する。

Alchemy Smart Wallets

AlchemyのSmart WalletsはTEE技術を用いて、セキュリティとユーザー体験の最適な組み合わせを実現している。ハードウェアレベルのセキュリティを備えたメール/ソーシャルログインのサポートとシームレスなアカウントアブストラクション機能により、Alchemyは開発者がユーザーが実際に使いたくなるようなウォレット体験を構築できるようにする。これはMPCの限界を超える進化を体現している。

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。以下は検討すべきステップである。

ニーズの評価

まず、自分のユースケースとニーズに基づいてMPCプロバイダを評価する。例えば、コンシューマー向けアプリを構築している場合は、エンタープライズ向けのボー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構築している場合は、生体認証を優先したいかもしれない。

各プロバイダの機能セットを評価するのに加えて、以下も考慮する必要がある。

• チェーンのサポート: 構築対象のチェーンに対応しているか
• 統合の複雑さ: どれほどの開発工数が必要か
• コンプライアンス: そのソリューションは規制要件を満たしているか
• コスト構造: そのMPCプロバイダのコストはいくらで、規模拡大に伴いどのように変化するか
• パフォーマンス: そのプロバイダはどのようなSLAとパフォーマンスベンチマークを提供しているか

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なアプローチのいずれを使う場合でも、セキュリティのベストプラクティスは重要であり続ける。

鍵生成と保管

• 鍵生成には常にハードウェアに裏付けられた乱数性を使用すること
• 該当する場合は、鍵の更新プロトコル(月次または四半期ごと)を実装すること
• MPCを使用する場合、シェアを地理的に分散した場所に保管すること
• 各コンポーネントに異なるセキュリティモデルを使用すること(HSM、TEE、セキュアエレメント)

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こと
• MPCノード間で相互TLS認証を使用すること
• 該当する場合は、ノードを別々のネットワークセグメントに配置すること
• 異常な署名パターンについてシェアを監視すること

運用セキュリティ

• すべての管理操作に多要素認証を要求すること
• 署名リクエストにレート制限を実装すること
• すべての鍵管理操作を記録・監査すること
• 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こと

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

組み込みウォレットプロバイダは、ユーザー認証データを扱う際に複雑な規制要件を乗り越えなければならない。そのため、ウォレットを使った構築を検討する際は、以下の点を念頭に置くべきである。

KYC/AMLのトリガー

「顧客確認(Know Your Customer)」要件は、ウォレットが法定通貨のオン/オフランプ、高額取引を仲介したり、規制対象の司法管轄で運営されたりする場合に発動しうる。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を効率化できる。

GDPRの義務

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、欧州のユーザーはデータの可搬性、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

ウォレットを使った構築を行っており、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とよい。

1. データの最小化: ウォレットの機能と規制コンプライアンスに必要な最小限の情報のみを収集する
2. 地域ごとの鍵保管: 暗号材料とユーザーデータを、規制要件に沿った司法管轄に保管する
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につながる。

落とし穴1: 復旧メカニズムの見落とし

現実: 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。解決策: 初日から複数の復旧経路を構築すること。TEEはMPCでは容易に提供できない洗練された復旧フローを実現できる一方、MPCは鍵シェアの復旧について慎重な計画を必要とする。

落とし穴2: パフォーマンスへの影響の軽視

現実: MPCの署名は各トランザクションに100〜500msのレイテンシを追加しうる一方、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理解できるよう、なめらかなUI更新を実装し、自分のアプリケーションがMPC固有のレイテンシを許容できるかどうかを検討すること。

落とし穴3: 認証方式の制約

現実: 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: 選んだアプローチが現代の認証方式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と。この点でTEEは優れているが、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

現実: 一度デプロイすると、ウォレットのセキュリティプロバイダを切り替えるのは複雑になりうる。解決策: プロバイダ固有のロジックを抽象化し、可能な限り移植性のある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こと。

MPCウォレットの未来: 2025年以降

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

MPCが果たし続ける役割 MPCは、分散管理と規制コンプライアンスを必要とする特定の機関投資家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。その暗号技術における革新は、安全な計算に関するより広範な進歩への道を切り開いてきた。

コンシューマー標準としての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においては、TEE技術が好ましいアプローチとして台頭している。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実現する。

ハイブリッドなアプローチ 今後は、異なる技術の最良の側面を組み合わせたハイブリッドシステムが主流になる可能性が高い。例えば、機関投資家向けのカストディ要件にはMPCを活用しつつ、ユーザー向けの操作にはTEEを使うといった形である。

見えないセキュリティ 最終的に勝ち残るウォレットソリューションは、ユーザーが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復旧メカニズムを提供する。

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大きな進歩を代表しており、業界をより優れた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状況を把握するうえ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まわりにおけるMPCの実際的な限界により、セキュリティと使いやすさの両方を実現できるTEEのような代替技術が登場するに至った。重要なのは、分散管理を必要とする機関投資家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、自分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。

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、使いやすさ、柔軟性のバランスを取ったものになるだろう。MPCは重要な基盤を築いてきた一方、TEEのような技術は、見えないセキュアなユーザー体験という約束を実現しつつある。

AlchemyでMPCウォレットの構築を始める

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。ユーザー向けに様々なアプローチを評価する際は、本当に重要なことを考えてほしい。ユーザーは実際にそれを使えるのか、そしてセキュリティは実際に機能するのか。私たちは、あなたが正しい判断を下す手助けをする。

Alchemy Smart WalletsはTEE技術を活用し、現代のアプリケーションが必要とするシームレスなユーザー体験と堅牢なセキュリティを両立させている。

• ユーザーに鍵管理の負担がない: ユーザーはメール/ソーシャルメディアでログインするだけで、シードフレーズも紛失しうる鍵シェアも不要
• 摩擦のない本物のセキュリティ: 鍵が適切な認証時にのみ機能することをハードウェアレベルで保証し、ユーザーに不要な摩擦を生まない
• スケールに対応: 調整のオーバーヘッドがなく、500msの署名遅延もなく、複雑な復旧フローもない

その結果得られるのは何か。実際に機能するセキュリティに裏打ちされた、ユーザーが実際に使いたいと思うウォレット体験である。

• 今日からSmart Walletsを使い始める
• 適切なウォレット戦略の統合についてチームに問い合わせる

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。これにより、いずれの当事者も完全な鍵を保持したり一箇所に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。

MPCウォレットは従来のウォレットとどう異なるか

従来のウォレットは完全な秘密鍵を一箇所に保管し、単一障害点を生み出す。一方、MPCウォレットは複数の当事者間に鍵シェアを分散させ、完全な鍵を露出することなくトランザクションに署名するために協調を必要とする。

MPCウォレットのマルチシグウォレットに対する主な利点は何か

MPCウォレットはオンチェーンでは通常の単一署名ウォレットのように見え、標準的なトランザクションコストで、すべてのブロックチェーンで動作する。一方、マルチシグはオンチェーン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強化する。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、窃取ははるかに困難になる。

MPCウォレットの主な欠点は何か

MPCウォレットには、トランザクションにレイテンシを加える計算オーバーヘッド、当事者間の高い通信コストがあり、ユーザーが期待するメールや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。

MPCウォレットは鍵の復旧をどのように扱うか

MPCウォレットは鍵シェアを定期的に更新でき、一部のシェアが失われても残ったシェアが閾値を満たしていればアクセスを許可できる。ただし、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は、プロバイダによって実装が大きく異なる。

MPCウォレットはアカウントアブストラクションと組み合わせられるか

はい。スマートコントラクトウォレットも鍵管理を必要とし、MPCはその基盤となるセキュリティレイヤーを提供できるため、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アブストラクション機能と組み合わせることができる。

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、すべての署名に調整を必要とする。一方、TEEはハードウェアで隔離された鍵の保管を用いており、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。