Arcium은 암호화된 연산을 지원하도록 설계된 탈중앙화 네트워크로, 온체인 애플리케이션의 개인 정보 보호를 제공하고 개발자를 위한 검증 가능하고 신뢰할 수 없는 프레임워크를 제공하는 데 중점을 둡니다.^[1][2]

개요

Yannik Schrade, Julian Deschler, Nicolas Schapeler 및 Lukas Steiner가 2022년에 설립한 Arcium은 탈중앙화된 기밀 컴퓨팅 네트워크를 제공하는 것을 목표로 합니다. 원래 Elusiv라고 불렸으며, 솔라나 블록체인에서 영지식 개인 정보 보호 프로토콜을 운영하며 Greenfield Capital이 주도하는 전략적 라운드를 포함하여 두 차례의 라운드에서 9백만 달러의 자금을 확보했습니다.

2024년 5월, Arcium은 로드맵의 일환으로 인센티브 기반의 비공개 테스트넷을 출시했습니다. 이 네트워크는 데이터 암호화를 유지하면서 다자간 연산(MPC) 작업을 수행하기 위해 분산 노드 아키텍처를 사용하여 블록체인, 의료 및 AI와 같은 분야에서 안전한 데이터 협업을 위해 설계되었습니다.

솔라나 블록체인의 Arcium 프레임워크는 연산 스케줄링 및 보상과 같은 작업을 처리합니다. AI 모델 훈련 및 기밀 데이터 분석과 같은 애플리케이션에 대한 보안 및 실행 프로토콜을 맞춤화할 수 있도록 유연한 MPC 구성을 제공하는 것을 목표로 합니다.^{[1][2][3][4][5]}

아키텍처

Arcium의 아키텍처는 분산된 기밀 컴퓨팅을 지원하도록 설계되었습니다. 이 아키텍처는 작업을 연산 정의로 나누고, 이 연산 정의는 보안 처리를 위한 하드웨어처럼 작동하는 Arx 노드 클러스터의 다자간 연산(MPC) 환경(MXE)에서 실행됩니다.

이 네트워크는 솔라나 블록체인에서 실행되는 프로그램에 의해 조정되며, 온체인 멤풀 시스템을 통해 작업을 관리하는 것을 목표로 합니다. 연산 서비스에 대한 보상은 온체인에서 처리되어 고객에서 Arx 운영자 및 타사 위임자에게 지불이 용이하도록 합니다.^[6]

제품

다자간 실행 환경(MXE)

다자간 실행 환경(MXE)은 암호화된 데이터에 대한 안전한 연산을 용이하게 하여 입력 또는 출력을 공개하지 않고 여러 당사자 간의 협업을 가능하게 하는 것을 목표로 합니다. 개발자는 데이터의 민감도에 따라 암호화 스키마를 사용자 정의하여 참여 노드에 대한 공유 키를 생성할 수 있습니다.

MXE는 Arcium 네트워크의 기본 구성 요소 역할을 하며, 폐기되기 전에 하나의 연산을 실행하는 단일 사용 또는 재사용을 허용하는 영구로 분류할 수 있습니다. 노드 클러스터는 작업 처리 용량을 확인하고, 필요한 전처리를 수행하고, 동시 처리를 위해 블록체인에서 입력을 검색합니다. 이 네트워크는 효율성과 보안을 강화하기 위해 BDOZ를 포함한 다양한 MPC 프로토콜을 지원합니다.^{[5][7][8][9][10][11][12]}

클러스터

클러스터는 기밀 작업을 위해 다자간 연산(MPC)을 활용하는 것을 목표로 하는 Arx 노드 그룹으로 설계되었습니다. 고객은 평판 및 연산 용량을 포함한 다양한 노드 속성을 기반으로 클러스터를 구성할 수 있습니다.

클러스터를 생성하는 동안 고객은 최대 부하 및 TEE(Trusted Execution Environment) 지원 노드 수와 같은 매개변수를 지정합니다. 대부분의 속성은 고정되어 있지만 잠재적인 부하 증가는 예외입니다.

노드는 클러스터에 가입하는 데 동의해야 합니다. 비허가형 클러스터에서는 임의로 선택된 노드가 추가되고, 활성화하려면 모든 노드의 승인이 필요합니다. 백업 노드에 대한 노드 우선 순위 목록이 유지됩니다.

클러스터는 DKG(Distributed Key Generation)를 통해 암호화 키 작업을 관리하고, 향상된 기밀성을 위해 TEE를 사용할 수 있습니다. 클러스터 포크를 사용하면 MXE가 제거된 경우 나머지 노드가 별도의 연산을 수행할 수 있습니다.

마이그레이션 비용은 노드 간에 공유되며, 페널티를 방지하기 위해 종료 의사를 전달해야 합니다. 보상은 스테이크 위임을 기반으로 할당되며, 리더 노드는 추가 보상을 위해 출력 공유를 수집합니다. 허가형 클러스터를 사용하면 조직에서 노드 인프라를 감독할 수 있습니다.^{[13][14][15][16][17][18][19][20][21][22]}

Arx 노드

Arx 노드는 Arcium 네트워크의 기본 구성 요소 역할을 하며, 복잡한 작업에 대한 분산 컴퓨팅을 용이하게 하는 것을 목표로 합니다. 각 노드는 단일 암호화된 데이터 조각을 유지하고, 데이터 개인 정보 보호를 강화하기 위해 다자간 연산(MPC) 프로토콜을 사용합니다.

노드는 여러 노드를 관리할 수 있는 노드 운영자와 연결됩니다. 관련 메타데이터에는 노드의 IP, 포트 및 관할 코드와 같은 정보가 포함됩니다. Arx 노드는 또한 키 공유를 안전하게 관리하고, 보안을 강화하기 위해 TEE(Trusted Execution Environment)를 사용할 수 있습니다.

노드 운영자는 자체 위임 및 타사 위임의 수수료를 통해 수입을 창출합니다. 평판은 과거 성능을 기반으로 평가되며, 네트워크는 현재 BDOZ MPC 프로토콜을 지원하고 향후 프로토콜 확장을 계획하고 있습니다.

미들레이어 노드는 오프체인 데이터를 연산에 연결하는 것을 목표로 하며, 사용자로부터 어느 정도의 신뢰가 필요합니다. 안정적인 인프라는 노드 운영에 필수적이며, TEE 지원은 잠재적인 수익 기회를 늘릴 수 있습니다.^{[5][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32]}

연산

Arcium 네트워크는 시스템 연산과 일반 연산을 구별합니다. 시스템 연산은 분산 키 생성, 클러스터 마이그레이션을 위한 MigrationSystemComputation, 비참여가 감지될 때 더 광범위한 합의를 유발하는 것을 목표로 하는 NonParticipationDetectionSystemComputation을 포함하여 네트워크 운영을 지원하도록 설계되었습니다.

일반 연산은 출력 및 실행 권한 수준을 지정하는 연산 정의에 정의된 MXE와 관련된 고객 시작 작업을 나타냅니다. 실행 로직은 효율적인 암호화 작업을 위해 BDOZ 프로토콜을 기반으로 공용 또는 개인 회로를 사용합니다. 고객은 데이터 무결성 및 기밀성을 유지하면서 데이터 소스에 대한 매개변수를 설정할 책임이 있습니다. 결정론적 가격 책정 모델은 비용 사전 평가를 용이하게 하고 추가 수수료를 통해 우선 순위 향상을 허용하며, 노드 운영자는 지속 가능한 가격 책정을 설정하기 위해 투표합니다.^{[33][34][35][36][37][38][39][40]}

탈중앙화 기밀 컴퓨팅(DeCC)

탈중앙화 기밀 컴퓨팅(DeCC)은 노출 없이 민감한 데이터의 안전한 처리를 보장하는 것을 목표로 합니다. 여러 위치에 데이터를 분산시키는 탈중앙화와 무단 액세스로부터 보호하기 위한 기밀성 조치를 결합합니다. 이 접근 방식은 Web3 생태계에서 안전한 처리를 용이하게 하면서 데이터 개인 정보 보호에 대한 증가하는 우려를 해결합니다.

DeCC는 다자간 연산(MPC), 영지식 증명(ZKP), 완전 동형 암호화(FHE) 및 TEE(Trusted Execution Environment)와 같은 기술을 활용하여 처리 중 데이터 개인 정보 보호를 유지합니다. Arcium 프레임워크는 이러한 DeCC 원칙을 적용하여 암호화된 연산을 위한 구조를 생성하여 단일 엔터티가 전체 데이터 세트에 대한 전체 액세스 권한을 갖지 못하도록 하여 데이터 침해 위험을 줄이는 것을 목표로 합니다.^[45]

Cerberus

Cerberus는 안전한 다자간 연산(MPC)을 위해 Arcium에서 개발한 암호화 프로토콜입니다. BDOZ MPC 프로토콜을 기반으로 구축되었으며 부정직한 다수라는 가정 하에 작동하므로 연산당 하나의 정직한 참가자만 신뢰해야 합니다.

이 프로토콜은 신뢰할 수 없는 전처리를 위해 식별 가능한 중단 및 무지 전송을 통해 책임 메커니즘을 통합하는 것을 목표로 합니다. 암호화 증명을 기반으로 스테이킹 및 슬래싱 시스템을 통해 네트워크에서 악의적인 행위자를 식별하고 처벌할 수 있습니다.^[44]

생태계

솔라나 통합

Arcium은 탈중앙화 애플리케이션 및 트랜잭션을 용이하게 하는 오픈 소스 블록체인인 솔라나를 활용합니다. 솔라나의 온체인 프로그램은 Arx 노드 등록, 연산 처리, 지불 및 보상과 같은 재정 활동을 포함하여 Arcium 네트워크 관리를 담당합니다.

이 네트워크는 실행 준비가 된 연산을 위한 활성 멤풀과 다른 연산의 완료를 기다리는 연산을 위한 종속 멤풀의 이중 멤풀 구조를 구현합니다. 이 설계는 연산을 Arx 노드 클러스터로 전달하여 구성을 개선하는 것을 목표로 합니다. 통합은 처음에는 솔라나와 함께 이루어지지만 Arcium은 향후 여러 블록체인을 지원하는 것을 목표로 합니다.^{[5][41][42][43]}

사용 사례

Arcium의 기밀 컴퓨팅 네트워크는 다양한 분야에서 데이터 보안 및 개인 정보 보호를 강화하는 것을 목표로 합니다. 주요 사용 사례는 다음과 같습니다.

• AI: 개별 데이터 세트의 개인 정보 보호를 유지하면서 협업 AI 훈련을 위해 암호화된 데이터를 안전하게 풀링하는 것을 용이하게 하는 것을 목표로 합니다.
• 탈중앙화 금융(DeFi): DeFi 작업을 암호화하고 실물 자산(RWA)로 확장하여 규정 준수를 촉진하고 사용자 데이터를 보호하는 것을 목표로 합니다.
• 탈중앙화 물리적 인프라 네트워크(DePIN): 데이터를 노출하지 않고 탈중앙화 서비스에서 민감한 데이터의 안전한 처리를 보장하는 것을 목표로 합니다.
• 의료: 민감한 환자 데이터에 대한 안전한 협업을 가능하게 하여 개인 정보 보호를 유지하면서 개인 맞춤형 의학 분석을 용이하게 하는 것을 목표로 합니다.^[5][44]