Opal: Private Memory for Personal AI

arXiv cs.AI / 4/6/2026

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Key Points

  • Opalは、個人向けAIが長期メモリ(ドキュメント、メール、会話、会議、環境録音など)を保持する際のプライバシー課題に対処するための「プライベートメモリ」システムを提案しています。
  • 従来の外部ストレージ運用では検索・アクセスのパターンがアプリ提供者に漏れうるため、ORAMで隠蔽する一方、固定アクセス予算がエージェント型(クエリ依存)メモリの精度要求と両立しにくい点が問題として示されています。
  • Opalは、データ依存の推論を信頼できるエンクレーブ内に閉じ込め、外部ディスクには固定かつオブリビアスなメモリアクセスのみを見せることで、アクセスパターン漏えいを抑えつつ精度を維持する設計です。
  • エンクレーブ内では軽量な知識グラフを用いてセマンティック検索で取りこぼしがちな個人文脈を補完し、ORAMアクセスに付随させた再インデックス/容量管理で連続取り込みにも対応します。
  • 評価ではセマンティック検索に比べ想起精度を13ポイント改善し、セキュアなベースライン比でスループット29倍・インフラコスト29分の1(15倍低下)を報告しており、主要AIプロバイダによる大規模展開検討にも言及されています。

Abstract

Personal AI systems increasingly retain long-term memory of user activity, including documents, emails, messages, meetings, and ambient recordings. Trusted hardware can keep this data private, but struggles to scale with a growing datastore. This pushes the data to external storage, which exposes retrieval access patterns that leak private information to the application provider. Oblivious RAM (ORAM) is a cryptographic primitive that can hide these patterns, but it requires a fixed access budget, precluding the query-dependent traversals that agentic memory systems rely on for accuracy. We present Opal, a private memory system for personal AI. Our key insight is to decouple all data-dependent reasoning from the bulk of personal data, confining it to the trusted enclave. Untrusted disk then sees only fixed, oblivious memory accesses. This enclave-resident component uses a lightweight knowledge graph to capture personal context that semantic search alone misses and handles continuous ingestion by piggybacking reindexing and capacity management on every ORAM access. Evaluated on a comprehensive synthetic personal-data pipeline driven by stochastic communication models, Opal improves retrieval accuracy by 13 percentage points over semantic search and achieves 29x higher throughput with 15x lower infrastructure cost than a secure baseline. Opal is under consideration for deployment to millions of users at a major AI provider.