Messari研報：全面解讀Nillion
作者：Whynona&JakeKoch-Gallup，Messari研究分析師；翻譯：金色財經xiaozou
1、摘要
Nillion已與Virtuals、NEAR、Aptos、Arbitrum、Ritual、io.net和Meta等公司達成合作。
包括nilAI、nilVM、nilDB和nilChain在內的一套應用工具為開發人員提供了跨AI、醫療保健和DeFi等領域創建隱私保護應用程序所需資源。
該網絡利用隱私增強技術（PET）編排——包括多方計算（MPC）、同態加密和零知識證明技術——促進其去中心化基礎設施中的安全數據計算和存儲。
Nillion的驗證者計劃已覆蓋約50萬名驗證者，他們積極為網絡做出貢獻，共同處理了約1.95億個Secret，保護了約1,050GB的數據安全。
2、簡介
一直以來，處理高價值數據（例如密碼、個性化人工智能、醫療保健信息和生物識別技術）既不安全又效率低下。雖然加密技術保護了存儲數據的安全，但它需要對計算進行解密，然后重新加密，從而帶來了漏洞和延遲風險。雖然Blockchain技術分散了交易和數據管理，但它并沒有從本質上解決加密數據安全計算的挑戰。這個約束限制了可以在Web3中安全構建的應用程序的類型。
Nillion通過啟用無需解密的數據傳輸、存儲和計算來解決這些限制，從而保證敏感信息在整個生命周期中保持隱私和安全。這種方法被稱為盲計算（BlindCompute），它分散了信任，并將去中心化網絡用例擴展到以前未觸碰過的“空白”領域，如私有AI代理、私有LLM推理和其他有安全數據要求的行業。通過使用先進的隱私增強技術（PET），如多方計算（MPC）、全同態加密（FHE）和可信執行環境（TEE），Nillion允許數據在計算過程中保持加密狀態。
3、背景
Nillion網絡成立于2021年，提供了一種創新方式來處理跨分布式系統的私有數據，而不會影響安全性或效率。在nilVM、nilDB、nilAI和nilChain等應用框架的支持下，Nillion為開發人員提供了跨AI、DeFi和數據存儲等領域構建隱私保護應用程序的工具。
項目團隊包括前HederaSPV合伙人、高盛銀行家AlexPage（首席執行官）；Hedera聯合創始人、Reserve創始首席營銷官AndrewMasanto（首席戰略官）；Indiegogo創始人SlavaRubin（首席品牌官）；擁有30多項數據優化專利的MigueldeVega博士（首席科學家）；Uber創始工程師ConradWhelan（創始首席技術官）；耐克前創新主管MarkMcDermott（首席運營官）；Hedera早期高級副合伙人、前UBS和Rothschild銀行家AndrewYeoh（首席營銷官），等等。
該團隊自成立以來已經從包括HackVC、HashkeyCapital、DistributedGlobal和Maelstrom在內的投資方那里集了5000萬美元的私募融資。
4、技術
NillionNetwork是一個去中心化基礎設施，旨在支持高價值數據的具隱私保護的安全操作。它由兩個核心層構成：一個是管理治理和支付的協調層，另一個是處理計算和存儲的Petnet。Nillion的多方計算（MPC）協議是網絡功能的核心，可以在不暴露個人輸入信息的情況下進行私有數據計算。Nillion的生態系統由一套應用工具（即nilAI、nilVM、nilDB和nilChain）提供支持，使開發人員能夠構建以隱私保護為中心的應用程序。
（1）NillionNetwork
工作原理
以下是Nillion網絡各組成部分的詳細運行情況：
-用戶/開發人員與使用JavaScript或Python客戶端構建的前端應用程序交互，以提交數據進行存儲或發起盲計算請求。
-使用JavaScript客戶機的應用程序與Petnet交互，以實現安全計算和加密數據管理。而基于Python客戶端的應用程序與協調層進行交互，用于支付、轉發和多鏈通信。協調層使用適當的Blockchain原生gasTokens或NILTokens處理支付。
-協調層處理請求后，將計算任務轉發給支持PET的Petnet。
-Petnet根據任務要求，通過使用像線性秘密共享方案、亂碼電路和/或同態加密這樣的PET技術來處理數據。這些計算是跨節點集群執行的。Petnet中的每個節點只管理加密數據的一個片段（share）。
-節點對掩碼數據執行指定的計算（例如，加法、乘法或安全比較）并生成部分輸出數據。
-Petnet將這些部分輸出聚合起來，以安全、私密的方式生成最終的計算結果。
-最終結果路徑如下：如果使用JavaScript客戶端，Petnet將結果直接發送到應用程序，供用戶/開發人員訪問。如果使用Python客戶端，協調層將從Petnet檢索結果并將其發送給應用程序或相關Blockchain以供進一步使用。
-對于Blockchain集成用例，協調層將結果交付給原智能合約或去中心化應用程序，支持多鏈功能，無需用戶下載新錢包。
（2）用于復雜操作的MPC協議
多方計算（MPC）是密碼學的一個子領域，支持個體以協作方式從他們的組合數據中計算結果，而不泄露他們的輸入數據。Nillion開發了一種名為Curl的MPC協議，它基于線性秘密共享方案（LSSS），但擴展了性能，可以有效地處理復雜的操作，如除法、平方根、三角函數和對數。這使得Curl具有高度可擴展性，是現實世界問題的理想選擇，例如保護隱私安全的AI代理，其輸出不隨輸入線性擴展。Curl遵循一個兩階段工作流程結構：
階段1（創建share的預處理）：在使用MPC技術處理實際數據之前，此階段生成隨機share并將其分配給參與者（計算實體）。值得注意的是，預處理階段的操作獨立于輸入值，在計算發生之前僅依賴于輸入的數量來創建適當數量的share。它可以被看作是一個抽象層——提前創建占位符，這些占位符稍后將與用戶在階段2提供的實際輸入數據結合起來。
階段2（復雜操作的高效計算）：該計算階段包括通過三個步驟對私有輸入進行實際計算：輸入、評估和輸出。輸入：各方將其輸入share分配給參與者，以確保信息論安全（ITS）。各參與者每輸入值獲得一share，從而在整個過程中保持機密性。評估：各方使用Nillion的Curl協議有效地計算輸入share的復雜操作。輸出：顯示和匯總局部計算結果以產生最終結果。
（3）應用工具
基于NillionNetwork開發的應用工具（nilVM、nilDB、nilAI、nada集成包）為開發人員提供模塊化框架和實用性，以快速構建保護隱私的高價值數據應用程序。
nilAI
nilAI是Nillion專注于人工智能的隱私技術套件（即AIVM、nada-AI和nilTEE）。以下是它們的工作原理：
-AI虛擬機（AIVM）：一個安全的AI推理平臺，基于Nillion的MPC技術和Meta的CrypTen框架開發。它使用與Meta人工智能研究團隊共同開發的離散小波變換（DWT）來加速推理。AIVM通過保持單個節點不受用戶提示和模型輸出的影響，確保私有深度學習模型推理和部署，從而保持數據的機密性。
-nada-AI：專為AI應用程序設計的nilVM庫，提供類似PyTorch的接口，用于運行小型模型（例如，神經網絡、卷積神經網絡、線性回歸等）。開發人員還可以使用其提供的谷歌Colab筆記本快速啟動他們的項目。
-nilTEE：一種使用可信執行環境（TEE）在高性能推理期間運行大語言模型（llm）的解決方案。Nillion建議將TEE的使用限制為推斷時間，而不是長期數據存儲。通過拆分推理設置來增強nilTEE和AIVM的研究正在進行中，以進一步提高安全性和性能。
nilVM、Nada及其代碼庫
nilVM是一個允許開發人員使用PET創建程序的虛擬機。程序是用Nada（Nillion的基于Python的開源DSL）編寫的，并使用NillionSDK進行開發。Nada還包括nada-ai（類似于PyTorch和scikit-learn）、nada-numpy、nada-data和nada-test等代碼庫，以簡化程序開發。開發人員可以使用Python、Typescript或CLI客戶端將nilVM集成到他們的應用程序中，并利用存儲API在NillionNetwork上進行安全的數據存儲和檢索。示例包括聯邦學習計劃、社區開發項目和交互式演示用例。
nilDB
（1）關鍵領域
突出Nillion各種好處的關鍵領域包括：
人工智能：在不披露敏感信息的情況下處理數據和推理，彌合了安全的本地AI處理與集中式非私有AI系統的可擴展性之間的差距。個性化代理：人工智能代理可以存儲、計算和處理私人數據。私有模型推理：人工智能模型可以安全地處理私有數據，最大限度地降低向第三方的信息披露風險，并啟用私有LLM。私有知識庫和搜索：數據可以以加密形式存儲，同時仍然為人工智能代理和其他人工智能用例啟用搜索功能。
數據所有權：Nillion的加密基礎設施通過允許用戶控制數據以及向買家出售他們的數據來支持安全的數據市場。
Blockchain：Nillion允許Blockchain應用程序向Nillion網絡發送盲存儲和計算請求，補充了Blockchain的公共數據功能。它還通過允許應用程序解密Blockchain上的相關數據來支持鏈上結算。
醫療保健：Nillion支持跨機構和用戶對醫療保健數據進行隱私保護分析。
DePIN：DePIN項目與Nillion集成，可以安全地存儲和處理敏感操作數據。
（2）重點項目
突出Nillion各種好處的關鍵項目包括：
VirtualsProtocol：一個人工智能代理共有平臺，開發了一個多模態人工智能代理庫，并通過使用Nillion允許對其人工智能模型進行私人訓練和推理，以構建個性化的人工智能代理。
Aptos/NEAR/Arbitrum/Sei：集成了盲數據存儲和計算的L1和L2，以增強智能合約中的數據處理。
Ritual：該人工智能平臺建立了一個去中心化人工智能推理網絡，在其后端集成了Nillion用于私人推理。
Zap：這是一個數據平臺，將用戶數據聚合到Nillion的去中心化數據池中，通過盲計算和零知識傳輸層安全（zkTLS）提供安全見解。
ReclaimProtocol：這是一個zkTLS基礎設施平臺，允許用戶通過鏈下平臺以無需信任的方式證明身份和聲譽，并使用Nillion作為生成證明的存儲和處理平臺。
Healthblocks：一個健身應用程序，它使用Nillion來維護用戶對數據的所有權和控制權，同時允許第三方在不披露個人細節的情況下進行分析洞察。
MonadicDNA：一個基因組學平臺，使用Nillion在其整個生命周期中保持數據加密，為集中式提供商（例如23andMe）提供了另一種選擇。
（3）NucleusBuilders計劃
NucleusBuilders計劃于2024年1月啟動，支持開發人員使用Nillion的技術創建去中心化的隱私保護應用程序。參與者可以使用NillionSDK、開發工具（例如nilVM、nilDB和nilAI），以及加速整體開發的資金和技術資源。自計劃成立以來，Nucleus吸引了來自10多個垂直領域的近50名參與者，生態系統項目總計籌資1億多美元。
（4）網絡指標
2024年8月27日宣布的“Nillion驗證者計劃”允許參與者通過以下方式來支持網絡的完整性和功能：上傳“Secret（秘密）”，即各類別的敏感數據碎片，或者設置驗證者來挑戰秘密并保護網絡安全，確保網絡數據share維持可靠性和完整性。
驗證者計劃的參與于2024年12月11日結束，已有約50萬驗證者積極參與網絡，共同處理了約1.95億個秘密并保障了約1,050GB數據的安全。
7、路線圖
2024年5月31日發布的“Nillion路線圖”包含了四個關鍵階段：
階段1—創世沖刺（該階段已完成）：該階段在測試網啟動期間建立了底層協調層，測試了核心功能（如Keplr錢包創建、Tokens轉移、質押和治理），為開發人員提供了用于早期應用程序開發的具有遙測功能的NillionSDK，以及進行了負載測試以評估交易吞吐量和網絡可擴展性。
階段2—催化劑聚合（該階段正在進行中）：該階段將Petnet與協調層集成，招攬外部節點以實現完全的去中心化，引入盲應用程序進行安全數據處理，支持跨鏈功能，將Nillion擴展為多鏈生態系統。
階段3—強化：此階段將完成主網啟動和Tokens生成事件（TGE），運行外部節點，通過盲計算實現現實世界的交互，以及在實時條件下驗證網絡先前構建的應用程序。
階段4-多集群未來：這一階段將通過增加公共節點集群來關注水平擴展，提高計算能力，為特定市場應用優化網絡，并在保障安全和隱私的同時實現可擴展性。
8、結語
Nillion是一個去中心化基礎設施，旨在處理各種應用程序（從AI代理到私有DeFi）中的高價值、隱私敏感數據。結合先進的PET技術（例如，MPC、FHE、TEE），Nillion擴展了去中心化網絡的可用性和去中心化應用程序的可能性。Nillion的架構——協調層和Petnet——通過集群方法支持可擴展性，同時確保了數據機密性和去中心化信任。
Nillion生態系統將繼續擴張，標志性里程碑有：NucleusBuilders計劃，該計劃支持多個垂直領域的約50個項目；約有50萬驗證者參與其中，共同處理了約1.95億個秘密并保護了約1050GB數據的安全。與Virtuals、NEAR、Meta和Aptos的合作，以及正在進行的主網發布和多集群可擴展性的路線圖進展，突顯了Nillion在推進以隱私保護為中心的數據管理和安全計算方面的努力。