1. 초록

2. 소개

비밀번호, 개인화된 AI, 의료 정보, 생체인식 등 고가치 데이터를 처리하는 것은 역사적으로 안전하지 않고 비효율적이었습니다. 암호화는 저장된 데이터를 보호하지만 계산을 해독한 다음 다시 암호화해야 하므로 취약점과 대기 시간 위험이 발생합니다. 블록체인 기술은 거래와 데이터 관리를 분산화하지만 본질적으로 암호화된 데이터의 보안 컴퓨팅 문제를 해결하지는 않습니다. 이 제약 조건은 Web3에서 안전하게 구축할 수 있는 애플리케이션 유형을 제한합니다.

Nillion은 암호 해독 없이 데이터 전송, 저장 및 계산을 가능하게 함으로써 이러한 제한 사항을 해결함으로써 민감한 정보가 수명 주기 전반에 걸쳐 비공개로 안전하게 유지되도록 보장합니다. 블라인드 컴퓨팅(Blind Compute)이라고 불리는 이 접근 방식은 신뢰를 분산시키고 분산형 네트워크 사용 사례를 개인 AI 에이전트, 개인 LLM 추론 및 기타 보안 데이터 요구 산업과 같이 이전에 손길이 닿지 않은 "백색 공간" 영역으로 확장합니다. MPC(Multi-Party Computation), FHE(Fully Homomorphic Encryption) 및 TEE(Trusted Execution Environment)와 같은 고급 개인정보 보호 강화 기술(PET)을 사용하여 Nillion은 계산 중에 데이터를 암호화된 상태로 유지할 수 있습니다.

3. 배경

2021년에 설립된 Nillion Network는 보안이나 효율성을 저하시키지 않고 분산 시스템 전반에서 개인 데이터를 처리할 수 있는 혁신적인 방법을 제공합니다. nilVM, nilDB, nilAI 및 nilChain과 같은 애플리케이션 프레임워크를 기반으로 하는 Nillion은 개발자에게 AI, DeFi 및 데이터 스토리지와 같은 영역에서 개인 정보 보호 애플리케이션을 구축할 수 있는 도구를 제공합니다.

프로젝트 팀에는 전 Hedera SPV 파트너이자 Goldman Sachs 은행가 Alex Page(CEO), Reserve 창립 최고 마케팅 책임자 Andrew Masanto(최고 전략 책임자), Dr. Miguel de; 30개 이상의 데이터 최적화 특허를 보유한 Vega(최고 과학자), Uber 창립 엔지니어 Conrad Whelan(창립 최고 기술 책임자), Nike의 전 혁신 이사 Mark McDermott(최고 운영 책임자), Hedera의 초기 수석 파트너이자 전 UBS 및 Rothschild 은행가 Andrew Yeoh(최고 마케팅 책임자) 등.

이 팀은 Hack VC, Hashkey Capital, Distributed Global 및 Maelstrom을 포함한 투자자로부터 창립 이래 민간 자금 조달로 5천만 달러를 모금했습니다.

4. 기술

Nillion Network는 개인 정보 보호 및 고가치 데이터의 안전한 운영을 지원하도록 설계된 분산형 인프라입니다. 이는 거버넌스 및 결제를 관리하는 조정 레이어와 계산 및 저장을 처리하는 Petnet의 두 가지 핵심 레이어로 구성됩니다. Nillion의 MPC(다자간 계산) 프로토콜은 네트워크 기능의 핵심으로, 개인 입력 정보를 노출하지 않고 개인 데이터 계산을 가능하게 합니다. Nillion의 생태계는 개발자가 개인정보 보호에 초점을 맞춘 애플리케이션을 구축할 수 있도록 지원하는 애플리케이션 도구 모음(즉, nilAI, nilVM, nilDB 및 nilChain)으로 구동됩니다.

(1) 닐리언 네트워크

Nillion Network는 개인용 고가치 데이터 스토리지 및 컴퓨팅을 지원하도록 설계된 분산형 인프라입니다. 확장성은 특정 성능, 보안 및 비용 요구 사항을 충족하도록 노드 클러스터를 구성하는 클러스터링을 통해 달성됩니다. 기존 블록체인과 달리 네트워크 운영은 전역 공유 상태에 의존하지 않고 수직적 확장성(개별 노드 또는 클러스터를 업그레이드하여 달성) 및 수평적 확장성(새 노드 또는 클러스터를 추가하여 달성)을 지원하여 작업 부하를 효율적으로 분산합니다. 다음은 네트워크 아키텍처에 대한 네트워크의 각 계층(즉, 조정 계층 및 Petnet)의 기여입니다.

Nillion Network의 조정 계층은 nilChain이라고 하며 보상, 지불, 암호화폐 경제 보안 및 네트워크의 클러스터 간 조정 관리를 담당합니다.

특히 계산을 직접 처리하지 않고 스토리지 작업 및 네트워크 블라인드 계산에 대한 지불을 조정합니다. 조정 계층은 Cosmos SDK로 구축되었으며 상호 운용성을 위해 IBC를 지원하지만 네트워크의 핵심 초점이 저장 및 컴퓨팅이므로 현재 스마트 계약 실행을 지원하지 않습니다. Keplr 또는 Leap 지갑을 통해 직접 액세스할 수 있는 반면, 협업 블록체인에서 생성된 애플리케이션(아래 주요 프로젝트 섹션에서 자세히 설명)은 완전히 추상화됩니다. nilChain은 2024년 6월부터 테스트 네트워크에서 실행되고 있습니다.

Petnet(오케스트레이션 레이어)은 MPC(다자간 계산), FHE(완전 동형 암호화), ZKP(영지식 증명) 등 암호화 기술을 통합하여 개인 정보 보호 컴퓨팅 및 데이터 관리를 가능하게 하도록 설계되었습니다. 이러한 통합은 컴파일러와 계산 네트워크라는 두 가지 주요 구성 요소를 통해 달성됩니다. 특히 컴파일러는 컴퓨팅 네트워크가 보안 계산을 수행하고 암호화된 데이터를 관리할 때 다양한 수준의 추상화를 수행하여 개인정보 보호 강화 기술(PET)의 사용을 단순화합니다.

이 접근 방식은 Nada 언어 컴파일러와 nilVM을 통해 Nillion Network에 배포되며, 이미 개발 중인 네 가지 추상화 수준의 요소가 모두 포함되어 있습니다. 네 가지 추상화 수준은 다음과 같습니다.

-각 PET 프로토콜은 격리된 블랙박스와 유사하게 자체 블라인드 모듈에서 독립적으로 작동합니다. 통합된 인터페이스나 추상화가 내장되어 있지 않으며 모든 조정이 클라이언트 측에서 이루어집니다. 따라서 개발자는 API를 사용하여 특정 작업을 수행할 수 있지만 이를 통합하거나 사용자 정의할 수는 없습니다.

- 다양한 블라인드 모듈이 각 SDK에 통합되어 개발자에게 암호화 전문 지식 없이도 여러 PET 프로토콜을 관리할 수 있는 간단하고 통합된 방법을 제공합니다. 이러한 모듈은 아직 완전히 최적화되지 않았으며 현재 단일 PET 프로토콜에 의존하고 있지만 원활하고 즉시 사용 가능한 PET 프로토콜 조합을 사용할 수 있습니다.

- 블라인드 모듈은 단일 블라인드 모듈에서 여러 PET 프로토콜을 지원하기 시작합니다. 이를 통해 개발자는 성능과 보안 사이에서 다양한 균형을 이룰 수 있으며, 전문 지식이 부족한 개발자의 경우 암호화 결정을 더욱 단순화할 수 있습니다.

- 블라인드 모듈은 NilChain이 관리하는 클러스터라고 불리는 느슨하게 독립적인 네트워크에 배포됩니다. Nillion 블라인드 컴퓨터가 성숙해짐에 따라 동일한 블라인드 모듈이 각각 다른 구성을 가진 여러 클러스터에 복제될 수 있습니다. 이러한 구성은 다양한 요소(예: 노드 수, 노드 위치, 평판, 하드웨어 사양, 보안 임계값)에 따라 달라집니다. 이러한 다양성을 통해 개발자는 다양한 클러스터 설정에서 동일한 기능을 사용할 수 있으므로 특정 요구 사항(예: 보안, 비용, 하드웨어, 규정 준수 등)에 맞게 솔루션을 맞춤 설정할 수 있습니다.

Nillion의 PET 기술은 단계적으로 도입됩니다. 각 단계는 위에서 언급한 4가지 추상화 수준을 거칩니다. 1단계(예: HE, LSSS MPC) 및 2단계(예: DWT+LSSS, TEE)는 추가 추상화 프로세스에 있으며 Nillion Network에 통합되었습니다. 3단계 기술(예: FHE-MPC, DWT+TEE, 공용 컴퓨팅, ZKP) 중에서 FHE-MPC는 추상적 수준에서 발전하기 시작했습니다.

Nillion 네트워크의 각 구성요소의 세부적인 작동은 다음과 같습니다.

- 사용자/개발자는 JavaScript 또는 Python 클라이언트로 구축된 프런트 엔드 애플리케이션과 상호 작용하여 저장을 위해 데이터를 제출하거나 블라인드 계산 요청을 시작합니다.

- 안전한 컴퓨팅 및 암호화된 데이터 관리를 위해 JavaScript 클라이언트를 사용하여 Petnet과 상호 작용하는 애플리케이션입니다. Python 클라이언트 기반 애플리케이션은 결제, 전달 및 다중 체인 통신을 위해 조정 계층과 상호 작용합니다. 조정 계층은 적절한 블록체인 기본 가스 토큰 또는 NIL 토큰을 사용하여 결제를 처리합니다.

- 조정 계층은 요청을 처리한 후 PET를 지원하는 Petnet에 계산 작업을 전달합니다.

-Petnet은 임무 요구 사항에 따라 선형 비밀 공유 체계, 왜곡된 회로 및/또는 동형 암호화와 같은 PET 기술을 사용하여 데이터를 처리합니다. 이러한 계산은 노드 클러스터 전체에서 수행됩니다. Petnet의 각 노드는 암호화된 데이터의 조각(공유)만 관리합니다.

- 노드는 마스킹된 데이터에 대해 지정된 계산(예: 덧셈, 곱셈 또는 안전 비교)을 수행하고 부분 출력 데이터를 생성합니다.

-Petnet은 이러한 부분 출력을 집계하여 안전하고 비공개적인 방식으로 최종 계산 결과를 생성합니다.

- 최종 결과 경로는 다음과 같습니다. JavaScript 클라이언트를 사용하는 경우 Petnet은 사용자/개발자 액세스를 위해 결과를 애플리케이션으로 직접 보냅니다. Python 클라이언트를 사용하는 경우 조정 계층은 Petnet에서 결과를 검색하여 추가 사용을 위해 애플리케이션 또는 관련 블록체인으로 보냅니다.

- 블록체인 통합 사용 사례의 경우 조정 계층은 원래의 스마트 계약 또는 분산형 애플리케이션에 결과를 전달하여 사용자가 새 지갑을 다운로드하지 않고도 다중 체인 기능을 지원합니다.

(2) 복잡한 작업을 위한 MPC 프로토콜

MPC(다자간 계산)는 개인이 입력 데이터를 공개하지 않고 결합된 데이터의 결과를 공동으로 계산할 수 있도록 하는 암호화의 하위 필드입니다. Nillion은 LSSS(Linear Secret Sharing Scheme)를 기반으로 하지만 나눗셈, 제곱근, 삼각 함수 및 로그와 같은 복잡한 연산을 효율적으로 처리할 수 있도록 성능을 확장한 Curl이라는 MPC 프로토콜을 개발했습니다. 이로 인해 Curl은 확장성이 뛰어나고 출력이 입력에 따라 선형적으로 확장되지 않는 개인 정보 보호 AI 에이전트와 같은 실제 문제에 이상적입니다. Curl은 2단계 작업 흐름 구조를 따릅니다.

(3) 응용 도구

Nillion Network를 기반으로 개발된 애플리케이션 도구(nilVM, nilDB, nilAI, nada 통합 패키지)는 개발자에게 개인 정보를 보호하는 고가치 데이터 애플리케이션을 신속하게 구축할 수 있는 모듈식 프레임워크와 실용성을 제공합니다.

nilAI는 인공 지능(예: AIVM, nada-AI 및 nilTEE)에 초점을 맞춘 Nillion의 개인 정보 보호 기술 제품군입니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.

- AI Virtual Machine(AIVM): Nillion의 MPC 기술과 Meta의 CrypTen 프레임워크를 기반으로 개발된 안전한 AI 추론 플랫폼입니다. 추론을 가속화하기 위해 Meta AI 연구팀과 함께 개발한 이산 웨이블릿 변환(DWT)을 사용합니다. AIVM은 개별 노드가 사용자 프롬프트 및 모델 출력에 영향을 받지 않도록 하여 데이터 기밀성을 유지함으로써 프라이빗 딥 러닝 모델 추론 및 배포를 보장합니다.

- nada-AI: AI 애플리케이션용으로 설계된 nilVM 라이브러리로, 소규모 모델(예: 신경망, 컨볼루션 신경망, 선형 회귀 등)을 실행하기 위한 PyTorch와 유사한 인터페이스를 제공합니다. 개발자는 제공된 Google Colab 노트북을 사용하여 프로젝트를 시작할 수도 있습니다.

- nilTEE: TEE(Trusted Execution Environment)를 사용하여 고성능 추론 중에 대규모 언어 모델(llm)을 실행하기 위한 솔루션입니다. Nillion에서는 TEE의 사용을 장기 데이터 저장이 아닌 추론 시간으로 제한할 것을 권장합니다. 보안과 성능을 더욱 향상시키기 위해 추론 설정을 분할하여 nilTEE 및 AIVM을 향상시키는 연구가 진행 중입니다.

nilVM은 개발자가 PET를 사용하여 프로그램을 만들 수 있는 가상 머신입니다. 프로그램은 Nada(Nillion의 오픈 소스 Python 기반 DSL)로 작성되었으며 Nillion SDK를 사용하여 개발되었습니다. Nada에는 nada-ai(PyTorch 및 scikit-learn과 유사), nada-numpy, nada-data 및 nada-test 코드 라이브러리도 포함되어 프로그램 개발을 단순화합니다. 개발자는 Python, Typescript 또는 CLI 클라이언트를 사용하여 nilVM을 애플리케이션에 통합하고 Nillion Network에서 안전한 데이터 저장 및 검색을 위해 스토리지 API를 활용할 수 있습니다. 예를 들어 연합 학습 프로그램, 커뮤니티 개발 프로젝트, 대화형 데모 사용 사례 등이 있습니다.

nilDB는 개인정보 보호 데이터 저장 및 계산을 위해 설계된 암호화 방식으로 분산된 NoSQL 데이터베이스입니다. 일반 NoSQL 데이터베이스와 달리 nilDB는 암호화된 데이터를 여러 노드에 비밀 공유로 배포하여 중앙 기관에 대한 의존성을 제거합니다. 또한 데이터 소유자는 저장된 데이터에 대해 SQL과 유사한 쿼리, 계산 및 개인 정보 보호 집계를 실행할 수 있는 액세스 권한을 다른 사람에게 부여할 수 있습니다.

작동 방식은 다음과 같습니다.

-사용자는 자신의 장치에서 로컬로 중요한 데이터를 암호화합니다.

- 사용자는 Nillion에 구축된 프런트엔드 애플리케이션을 통해 암호화된 데이터를 안전하게 업로드합니다. 이 애플리케이션은 통합 백엔드 RESTful API를 통해 암호화된 데이터를 nilDB에 안전하게 업로드합니다.

-사용자는 자신의 장치에서 로컬로 중요한 데이터를 암호화합니다.

- 사용자는 Nillion에 구축된 프런트엔드 애플리케이션을 통해 암호화된 데이터를 안전하게 업로드합니다. 이 애플리케이션은 통합 백엔드 RESTful API를 통해 암호화된 데이터를 nilDB에 안전하게 업로드합니다.

- 암호화된 데이터는 Nillion의 MPC 프로토콜을 사용하여 비밀 공유로 분할되고 nilDB 네트워크의 노드 클러스터에 분산됩니다. 단일 노드가 전체 데이터 세트를 보유하지 않는다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

- 사용자는 특정 데이터의 사용 또는 조회에 대해 명시적인 동의를 제공하며, 해당 승인은 애플리케이션을 통해 언제든지 철회될 수 있습니다.

- 승인된 엔터티(예: 회사 또는 제3자)는 Nillion의 RESTful API를 통해 SQL과 유사한 쿼리 요청(예: 조회, 범위 필터 또는 집계 계산)을 제출합니다.

-nilDB 클러스터의 노드는 함께 작동하여 민감한 정보를 공개하지 않고 암호화된 데이터에 대한 계산을 수행합니다.

- 데이터 기밀성을 유지하면서 평균, 합계 또는 필터링된 데이터 세트와 같은 쿼리 결과를 생성합니다.

- RESTful API를 통해 요청을 시작한 사용자에게 최종 쿼리 결과만 반환됩니다.

Nada 언어에는 nada-ai, nada-numpy 및 nada-test를 포함한 다양한 통합 패키지가 포함되어 있습니다.

- nada-numpy: Nada DSL에 맞춰 NumPy를 제한적으로 적용한 것입니다. 일반 NumPy와 비교하여 nada-numpy는 데이터 유형에 대한 강력한 유형 요구 사항이 있는 배열 구조에서 효율적인 작업을 허용하여 MPC의 강력한 유형 기능과의 호환성을 보장합니다.

- nada-test: 런타임 시 동적 테스트 생성을 지원하는 Nada 프로그램용 테스트 프레임워크입니다. 개발자는 Python을 사용하여 테스트 사례를 작성하고, 프레임워크를 pytest 워크플로에 통합하고, 유연한 입력 및 출력 사양을 정의할 수 있습니다.

추가 도구(예: Nada DSL, Nada Sandbox 등) 및 SDK는 GitHub에서 찾을 수 있습니다.

(4) 연구논문

Nillion의 프로젝트 팀은 여러 연구자들과 협력하여 프로토콜과 해당 응용 프로그램의 다양한 측면을 자세히 설명하는 8개의 논문을 발표했습니다.

5. NIL 토큰

5. NIL 토큰

(1) 토큰 기능

NIL 토큰은 네트워크 내에서 다음을 포함하여 여러 기능을 제공합니다.

(2) 거버넌스

거버넌스 결정은 온체인 투표 메커니즘을 통해 이루어집니다. 특히 NIL 토큰 보유자는 최소 토큰 예치 요구 사항을 충족하는 경우 네트워크 업데이트를 제안할 수 있습니다. 제안은 이전 거버넌스 조치를 통해 설립된 커뮤니티 보드 또는 실무 그룹에 의해 제출될 수도 있습니다.

투표권은 다음과 같은 주요 결정까지 확장됩니다.

투표권은 스테이킹된 NIL의 양에 비례하며, 스테이커는 제안에 투표할 수 있는 자신의 능력을 유지하면서 투표권을 검증자에게 위임합니다.

6. Nillion 생태계 현황

(1) 핵심분야

Nillion의 다양한 이점을 강조하는 주요 영역은 다음과 같습니다.

(2) 주요사업

Nillion의 다양한 이점을 강조하는 주요 항목은 다음과 같습니다.

(3) Nucleus Builders 계획

2024년 1월 출시 예정인 Nucleus Builders를 통해 개발자는 Nillion의 기술을 사용하여 분산형 개인 정보 보호 애플리케이션을 만들 수 있습니다. 참가자는 Nillion SDK, nilVM, nilDB 및 nilAI와 같은 개발 도구는 물론 전반적인 개발을 가속화할 수 있는 재정 및 기술 리소스에 액세스할 수 있습니다. 프로그램이 시작된 이래 Nucleus는 10개 이상의 업종에서 약 50명의 참가자를 유치했으며 생태계 프로젝트는 총 1억 달러 이상을 모금했습니다.

(4) 네트워크 표시기

2024년 8월 27일에 발표된 "Nillion Validator 프로그램"을 통해 참가자는 다양한 범주의 민감한 데이터 조각인 "비밀"을 업로드하거나 보안에 도전하고 네트워크 보안을 보호하기 위해 검증자를 설정하여 네트워크의 무결성과 기능을 지원할 수 있습니다. , 네트워크 데이터 공유가 신뢰성과 무결성을 유지하도록 보장합니다.

검증인 프로그램 참여는 2024년 12월 11일에 종료되며, 약 500,000명의 검증인이 네트워크에 적극적으로 참여하여 약 1억 9,500만 개의 비밀을 처리하고 약 1,050GB의 데이터를 확보했습니다.

7. 로드맵

2024년 5월 31일에 출시된 "Nillion 로드맵"에는 4가지 주요 단계가 포함되어 있습니다.

8. 결론

Nillion은 AI 에이전트부터 개인 DeFi에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 고가치의 개인 정보 보호에 민감한 데이터를 처리하도록 설계된 분산형 인프라입니다. Nillion은 고급 PET 기술(예: MPC, FHE, TEE)과 결합하여 분산형 네트워크의 유용성과 분산형 애플리케이션의 가능성을 확장합니다. Nillion의 아키텍처(조정 계층 및 Petnet)는 클러스터링 접근 방식을 통해 확장성을 지원하는 동시에 데이터 기밀성과 분산된 신뢰를 보장합니다.

Nillion 생태계는 다양한 업종에 걸쳐 약 50개의 프로젝트를 지원하는 Nucleus Builders 프로그램, 약 500,000명의 검증인이 참여하여 약 1억 9,500만 개의 비밀을 종합적으로 처리하고 약 1050GB의 데이터를 안전하게 보호하는 등 획기적인 이정표를 세우면서 계속 확장될 것입니다. Virtuals, NEAR, Meta 및 Aptos와의 협력은 메인넷 출시 및 다중 클러스터 확장성을 위한 지속적인 로드맵 진행과 함께 개인정보 보호에 초점을 맞춘 데이터 관리 및 보안 컴퓨팅을 발전시키려는 Nillion의 노력을 강조합니다.