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一文帶你初步了解隱私Layer1-ODAILY_ARK

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隱私計算,最開始萌芽于Zcash、Dash、Monera等匿名幣,在近兩年開始逐漸開始有了自己的聲量。數十條主打隱私交易的公鏈項目陸續出現,涉及諸多數學與密碼學算法的加密隱私技術開始被不斷提出并實踐,在a16z、紅杉資本等主流風投的看好下,這一賽道已然成為目前Web3最受關注的賽道之一。

事實上,隱私賽道的火熱也不僅僅來源于資本的助推,不可否認的是,隨著當前DeFi應用屢次由于隱私缺失出現安全問題的頻率上升,如何在鏈上交易中保護自己的交易策略不被他人知道,已經成為DeFi開發者與使用者最關心的議題之一。

目前,Web3的隱私賽道定義較廣,包括匿名幣、Layer1的隱私公鏈、Layer2的隱私協議/應用等等,限于文章篇幅,本文將主要帶讀者入門Layer1的隱私公鏈與主流的隱私計算技術,Layer2隱私協議與零知識證明也值得“另起爐灶”了。

隱私Layer1賽道總覽

Layer1對應六層模型中的數據層、網絡層、共識層、激勵層,為了更好區分,Layer1通常指的是公鏈。

目前Layer1的隱私公鏈主要包括Aleo、IronFish、Anoma、SecretNetwork、MantaNetwork、OasisNetwork、EspressoSystems、AlephZero等等。

穆迪:美聯儲6月會議加息的可能性仍然存在:金色財經報道,穆迪稱,鑒于美國經濟的強勁表現,美聯儲可能會在6月或7月再次加息;美國經濟放緩,但需求持續存在和高通脹使得美聯儲6月會議加息的可能性仍然存在。[2023/6/12 21:32:11]

事實上,雖然隱私Layer2方案中的以太坊的二層網絡ZKrollup風頭更勁,但Layer1公鏈顯然被人們賦予了更大的期望。因為作為獨立公鏈,它們既可以直接在主鏈上開發隱私智能合約,又可以作為側鏈或平行鏈為其他公鏈提供隱私計算。

CarbinVC在研報中將隱私公鏈的核心競爭點歸整于:隱私,效率,通用性,易用性四大點,如何各自理解?

隱私性

隱私公鏈定位于Layer1層,提供可編程級的隱私,以使任何開發人員或組織都能構建和擴展真正私有的應用程序。例如,ALEO、IronFish強調了成為通用隱私層的構想,旨在提供全棧解決方案。

高性能

隱私公鏈往往通過以零知識證明為主的隱私技術組合,通常使用模塊化分層、鏈下計算等方式減少計算時間,隱私公鏈在性能及可拓展性上往往高于以太坊。

通用性

通用性是隱私公鏈的有力競爭點之一,隱私公鏈可滿足在不同的鏈上組合與互操作、不同鏈上的智能合約能夠相互調用和并行,實現充分的數據交換和協同計算,以應對多種場景中的問題。

風投公司Kinship Ventures募集7500萬美元基金,將投資Web3等新興領域:金色財經報道,風險投資公司Kinship Ventures正在為旗下首支基金募集7500萬美元資金,該基金將專注于投資Web3、早期消費品等新興領域。

去年4月,Kinship Ventures參投了加密貨幣支付平臺MoonPay的8700萬美元融資,但Kinship Ventures未透露具體投資金額。[2023/3/3 12:40:23]

以SecretNetwork為例,用戶可以通過SecretNetwork的原生跨鏈橋轉移資產,基于其資產創造隱私版本,SecretToken可以像ERC-20代幣一樣編程,并在應用程序中使用。目前SecretNetwork的跨鏈橋已支持以太坊和幣安鏈的資產轉移。

易用性

隱私公鏈提供生態中的開發工具及服務,支持隱私保護應用程序的開發、部署和可持續性。例如,隱私公鏈ALEO為隱私應用開發提供了開發基礎設施和生態環境,以及LEO編程語言,降低開發者開發隱私智能合約的技術門檻。

隱私計算技術

發展至今,基于區塊鏈網絡的隱私計算主要技術手段包括:多方安全計算、零知識證明以及基于硬件設計的可信執行環境。

MPC

最早由圖靈獎獲得者——中國科學院院士姚期智于1982年提出。其技術邏輯是:在一個分布式網絡中,有N個互不信任的節點,每個節點持有數據x,并協同執行函數f(x),最終得到各自的結果y,若各節點的y值相等,則可輸出為計算的結果。MPC的最大優點是做到了數據的百分百匿名,并且計算的結果也可以做到相對精確;挑戰點則是對帶寬的要求極高,當協同參與者較多時通訊水平將是一大考驗。

支付巨頭Visa加密負責人:自去年1月波場月活用戶量一直高于以太坊、Polygon、Optimism與Arbitrum之和:金色財經報道,據支付巨頭Visa公司加密負責人Cuy Sheffield在社交媒體披露數據顯示,波場在新興市場已得到廣泛采用,此外2022年1月至2023年1月期間,波場月活用戶量一直高于以太坊、Polygon、Optimism與Arbitrum月活用戶量之和。此外,Polygon、Optimism與Arbitrum三個以太坊L2鏈上穩定幣支付的活躍用戶量同比增長超500%,說明當前仍處于穩定幣支付的早期階段。[2023/2/27 12:31:41]

在區塊鏈領域,MPC的使用范圍主要為公鏈PlatON、錢包Firelocks、ZenGo。如PlatON是隱私AI計算網絡,通過疊加同態加密和安全多方計算,實現隱私計算,保證輸入數據以及計算邏輯本身的隱私。

ZenGo使用MPC和其他復雜的加密工具(如零知識證明和閾值加密技術),在一組不信任的實體之間共享對特定加密貨幣地址的簽名責任。

TEE

TEE是通過硬件的方式保護參與計算數據的隱私性,但基于TEE的隱私計算并不是建立在參與方間完全無信任環境下的,實際上會有一個各參與方都認可的可信根,一般而言,這個可信根是TEE的制造廠商。

在區塊鏈領域,有SecretNetwork、OasisNetwork、PhalaNetwork使用的隱私技術即主要為TEE。SecretNetwork是基于Cosmos的隱私公鏈,于2020年9月啟動主網,是最早默認支持具有隱私的可編程智能合約的區塊鏈之一。

過去24小時加密市場總交易量826.01億美元:金色財經報道,據CoinGecko數據顯示,過去24小時加密市場總交易量826.01億美元,比特幣市值占比為38.5%,以太坊市值占比為18.1%。[2023/1/13 11:10:04]

SecretNetwork通過可信執行環境確保交易數據在執行期間保持安全和私密,能夠隱藏代幣及合約的交易歷史和狀態變化。區塊瀏覽器對外僅顯示交易時間,無法獲知具體交易內容與持有資產。

OasisNetwork將共識和計算分離為共識層和計算層,其中計算層采用TEE可信執行環境運行智能合約,這種架構能夠支持密集計算,同時提高網絡隱私性。

ZKP

最早由1980年代由麻省理工學院學者ShafiGoldwasser、SilvioMicali和CharlesRackoff開發的一種加密技術,在其原始論文中對于零知識證明這樣定義:除了所討論命題的正確性之外,沒有傳達任何額外的信息。換句話說,零知識證明允許一方在不需要透露任何額外信息的前提下,向另一方進行真實性證明。因此可以用來保護隱私,在隱藏所有細節的情況下證實交易的有效性。

零知識證明可實現靈活的數據計算交互和交叉驗證,但實現難度仍然較高,因為需要通過反復舉例驗證才能證明答案為真,這對算力要求非常高。目前能夠生成證明的效率在7秒左右,需要大量的算力來提高計算速率。

Snoop Dogg的兒子Champ Medici加入Cardano NFT項目Clay Nation:金色財經報道,據watcher消息,Snoop Dogg的兒子Champ Medici加入Cardano NFT項目Clay Nation。[2022/8/18 12:32:40]

目前,隨著零知識證明技術的逐漸成熟,且這一技術在隱私數據保護、計算壓縮與區塊鏈擴容、身份認證、信用記錄等方面都十分適用的功能,目前已經被許多區塊鏈項目視為最好的隱私保護方案之一,以ZKP為基礎的zkRollup技術被包括Vitalik在內的加密領袖一致看好的擴容路線。

2021年Vitalik曾在一篇文章中講:Perhapsthemostpowerfulcryptographictechnologytocomeoutofthelastdecadeisgeneralpurposesuccinctzeroknowledgeproofs,usuallycalledzkSNARKs.(也許過去十年中最強大的密碼技術是通用的簡潔零知識證明zk-SNARKs。)

由于使用該技術的公鏈隊伍壯大,則干脆成為了Web3的單獨分支,有了一些ZK賽道、ZK系公鏈諸如此類的稱呼。但由于零知識證明開發難度也較高,目前以零知識證明為主要技術實現途徑的隱私Layer1公鏈都處于測試與開發階段。

零知識證明機制轉化成計算機程序語言后應用最廣泛的技術有兩個——zk-SNARK和zk-STARK。

zk-SNARK

zk-SNARK的核心是依靠橢圓曲線算法來保證安全。除了基于橢圓曲線算法之外,zk-SNARK還依賴初始可信設置。對可信設置的依賴一直是zk-SNARK支持者與批評者之間存在分歧的關鍵原因之一。關于zk-SNARK的另一個主要問題是它們不具有量子抗性。有分析認為如果量子計算變得廣泛可用,支撐zk-SNARK的隱私技術將大打折扣。

盡管可信設置存在挑戰,但由于各種原因,zk-SNARK的接受速度比zk-STARK快得多。在zk-STARK被發現之前的幾年,zk-SNARK就被發現了,這讓該技術在接受方面有了巨大的領先優勢。此外,Zcash也是最早使用zk-SNARK的匿名幣,也進一步促進了區塊鏈開發人員對zk-SNARK的使用。

zk-STARK

zk-STARK的核心機制基于哈希函數,而非橢圓曲線算法,相比于后者,該函數具備量子抗性;此外,zk-STARK也并不依賴可信設置。

但與此同時,zk-STARKs的成本更高,需要的證明數據比zk-SNARKs大得多,這意味著確認zk-STARKs比zk-SNARKs需要更長的時間并且需要更多的gas。

代表隱私公鏈

Aleo

Aleo是首個使用零知識證明解決隱私問題、同時保證可編程特性的Layer1公鏈項目。Aleo創立于2019年,通過零知識證明保護用戶信息隱私,具有隱藏參與者、金額、智能合約等交互細節的功能,同時用戶可選擇對隱私性進行設置。

2021年4月,Aleo獲2800萬美元A輪融資,a16z領投、GalaxyDigital等參投;2022年2月,Aleo以14.5億美元的估值完成2億美元B輪融資,軟銀愿景基金二期和KoraManagement共同領投,創下了零知識證明領域的最大一輪融資。2021年11月,Aleo啟動激勵性測試網。

MantaNetwork

MantaNetwork是波卡生態中的隱私保護網絡,以波卡平行鏈的方式提供隱私保護。基于零知識證明,Manta創立了新資產類型zkAssets,支持ERC20等同質化代幣,ERC721、ERC1155等非同質化代幣,靈魂綁定代幣,以及波卡平行鏈資產間的隱私交易。可將現有的代幣、NFT,通過Manta轉換為隱私資產,進行操作。

Manta還創立了一種隱私地址類型,用于隱私資產zkAssets之間的轉賬。2021年12月,Manta發布測試網DolphinTestnet。2022年2月15日,MantaNetwork獲得BinanceLabs的戰略投資。

Mina

Mina是一個輕量級的區塊鏈,采用zk-SNARK技術,以遞歸零知識證明,來實現區塊的大小恒定。獲得了CoinbaseVentures、MetaStable、PolychainCapital、ThreeArrowsCapital、HashKeyCapital、FenbushiCapital等頂級機構的投資,在四輪融資中,累計募集了約4815萬美金。

參考文獻:

CabinReport:隱私公鏈賽道解析

零知識證明將賦能擴容與隱私計算

基于安全多方計算(MPC)的隱私計算技術(一)

33條隱私公鏈:隱私賽道的演進

帶你初步了解多方安全計算

下一個熱門賽道:隱形計算!

KnowTheDifferenceBetweenZk-SnarksVs.Zk-Starks

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