Tornado.cash: 一個關于匿名和 zk-SNARKs 的故事

譯文出自：登鏈翻譯計劃

譯者：翻譯小組

校對：Tiny熊

越來越多的項目攻擊后，我們可以看到一種新的黑客模式出現：

通過tornado.cash獲得匿名ETH。

用ETH來支付黑客交易的費用。

使用閃電貸來減少資本需求。

通過大量的資本，創造一些失衡，并對失衡進行套利。

盡可能多地重復前面的過程

償還閃存貸款，留下利潤。

閃電貸和創造失衡當然值得寫博客文章。但本文我們將仔細研究Tornado.cash。

那么Tornado.cash是什么呢？

Tornado.cash

MoneyRoomTornado.cash是一個充滿錢的屋子

想象一下，我們有一個房間，只有一扇門，房間門口有一個警衛。任何人都可以走到警衛面前，給他一張100美元的紙幣。警衛接過紙幣，把它放在上鎖的房間里。然后他要求給錢的人想一個非常大的數字。這個人沒有直接給他這個數字，而是計算出這個數字的哈希值，寫下來交給警衛。帶有哈希值的紙被扔進一個大碗里。

不妨想象一下，隨著時間的推移，成百上千的人也會這樣做。然后，房間里會有成千上萬張100美元的紙幣，警衛會有一個碗，里面有成千上萬張含有哈希值的紙。

如果有人想要回他的100美元，他可以走到警衛那里。最簡單的解決辦法就是向警衛出示之前的隨機數。警衛可以計算哈希值，并檢查所有文件是否有這樣的哈希值。如果他發現一個，他就會銷毀那張紙，并把100美元還給你。

Uranium Finance黑客地址已將650枚ETH轉入Tornado Cash:金色財經報道，PeckShieldAlert監測顯示，Uranium Finance攻擊者地址將650枚ETH（價值約118萬美元）轉入Tornado Cash。目前Uranium Finance攻擊者持有價值124,000美元的加密貨幣，包括約110,000美元穩定幣和約7.8枚ETH。

此前消息，Uranium Finance黑客攻擊者地址已將140枚ETH（約25.34萬美元）轉入Tornado Cash。[2023/5/16 15:05:53]

但如果我們這樣做，存在警衛作惡的風險？他可以秘密地追蹤哪張100美元屬于哪個隨機數，從而暴露我們的身份。

用球為例解釋零知識

現在，如果我們能向警衛證明，我們知道一個秘密的數字，在不透露實際數字的情況下，在碗內對承諾進行哈希運算呢？那么，我們可以用零知識證明來做到這一點。零知識證明是很復雜的，但概念化的簡單方法是下面這個例子。

想象一下，你是盲人，我給你兩個球，感覺完全一樣，重量也一樣。現在我告訴你這兩個球的顏色不同。附近沒有其他人。你怎么能知道我說的是不是真的呢？

你可以在每只手上放一個球，把它們展示給我看。現在你把它們放在你的背后，你要么在兩只手之間交換球，要么不交換。然后你把它們拿給我看，并問我：'我是否交換了球？現在，如果兩個球都是同樣的顏色，將有50%的機會猜對。但如果連續答對了15次，你幾乎可以肯定說這兩個球確實是不同顏色的。因為隨機猜對15次，幾乎不可能。

一被標記的黑地址轉移200枚ETH到Tornado Cash:金色財經報道，據CertiK監測，被Ethereum標記為“Fake_Phishing76357”黑地址關聯的EOA地址（0x2ed8......）將200枚ETH（約36.5萬美元）轉至 Tornado Cash。[2023/4/25 14:25:25]

我現在已經向你證明了這些球是不同顏色的，但卻沒有透露實際的顏色，因此被稱為零知識證明。你不知道這些球是綠色、黑色、橙色還是別的什么。

取回你的錢

現在有人可以向警衛證明，他實際上知道一個數字，這個數字對應碗里的一個數字。這個證明產生了一個特定的簽名。警衛寫下簽名，并將其儲存起來。每當有人提供一個新的證明時，他可以檢查同一證明是否已經被使用。如果它已經被使用過，那么有人試圖用相同的隨機數字獲得多張100美元。

因此，盡管該數字的哈希值仍在我們的碗內，而且警衛不知道哪些哈希值已經再次取出了100美元，但他可以意識到有人正試圖多次使用同一證明。

現在拿回這100美元后，他們不能直接追溯到原來的100美元，即使警衛是惡意的。

從零知識到zk-SNARKs

在區塊鏈的世界里，正常的零知識證明有一個問題：連續問很多遍，等待答案，需要來回幾次交易。這根本就不是很有效率。有了zk-SNARKs，或者非交互式零知識證明，我們可以在一輪中完成證明。基本上，問題是根據隨機預言機模型預先確定的。然后驗證者可以在一次交易中發送所有答案。

直播 | 孫宇晨：BitTorrent X 是我們建立完全去中心化互聯網的下一步:10月23日，在《同行者?金色財經四周年特輯 | 共話未來洞見2020》直播活動中，波場TRON創始人兼BitTorrent CEO孫宇晨在進行“區塊鏈技術發展要點與未來趨勢”主題演講中表示：“就在昨天，BitTorrent 已經宣布收購 DLive 并正式推出 BitTorrent X 生態，和大家簡單說下這個生態，包括人類的下一代基礎設施如去中心化存儲（BTFS）、分布式應用（BitTorrent）以及直播平臺（Dlive.tv、DLive 協議）等。BitTorrent X 的推出也代表著全球知名點對點服務 BitTorrent 從一家軟件公司轉型成為一家大型去中心化儲存與數據協議集團和內容分發平臺。 BitTorrent X 的全部功能和服務將由 BTT 支持。BitTorrent X 是我們建立完全去中心化互聯網的下一步，通過這一大步，BitTorrent X 生態也許能將區塊鏈相關工具引入數十億臺設備。 數以億計的用戶將能夠使用下一代工具，將內容進行共享、存儲，或者直接傳送給網絡上的任何一個人。”[2020/10/23]

zk-SNARKs的概念是一個非常有趣的話題。Vitalik發布了一個適合初學者的介紹鏈接。好吧，盡可能的方便初學者。如果你想真正深入了解它背后的數學，這將是不容易的。我自己當然沒有弄清楚文章中的所有內容，但如果你只想知道基本情況，這里是我的高層次理解：

zk-SNARKs是基于非常繁重的計算，比如計算1億次哈希值。

動態 | eToro錢包現已推出 最初支持BTC、BCH、LTC和ETH:eToro官方推特近期宣布，eToro錢包現在可以在所有歐盟國家、瑞士和直布羅陀使用，將最初將提供BTC、BCH、LTC和ETH支持。[2018/11/8]

驗證一個證明本身并不要求運行繁重的計算。

實際數據由多項式表示，例如：x2-4x7。

使用因子定理，我們可以將某些多項式轉化為其最低度多項式的倍數。

然后利用多項式承諾和Schwartz-Zippellemma，我們可以通過隨機檢查一些坐標來驗證此類多項式的證明。

要正確理解這一點，請閱讀Vitalik的文章：https://vitalik.ca/general/2021/01/26/snarks.html。

從理論到實踐：Tornado.cash

tornado.cash

使用zk-SNARKs，tornado.cash允許你將固定金額的ETH、DAI、cDAI、USDC、cUSDC或USDT存入合約。在存款時，你會收到一個備份代碼，用于以后提取資金。

為什么用固定金額？基本上每個固定金額都是它自己的匿名性設置。你可以在上面的截圖中看到，當時0.1ETH的匿名度是426。意味著目前還有426人可以獲得0.1ETH。而由于存款是公開信息，當你存入0.1ETH時，這些0.1ETH以后可以追蹤到這427人，但不能直接追蹤到你。

eToro宣布上線EOS:據eToro官方消息，已啟動EOS交易，同時還添加在Crypto CopyFund。目前eToro已經支持BTC、ETH、BCH、XRP、LTC、ETC、DASH、XLM、NEO共10個加密貨幣的交易。[2018/4/24]

這有多安全？在匿名性方面，匿名集有多大，人們的存款和提款有多頻繁，它就有多安全。如果你有一個30,000人的集合，但幾個月沒有存款/提款。現在你來存款，等了一天又取款，要追蹤資金到你身上將是非常容易的。因此，請密切關注統計頁面。

它是如何工作的？利用pedersenhashfunction可以有效地計算出橢圓曲線上的hash，以用于zk-SNARK。snarkjs則用來進行初始設置和自動生成Solidity驗證器合約。

所有細節可在白皮書中找到。

Tornado.cash的治理

Tornado.cash協議正在計劃增加治理。將包括自己的TORN代幣，TORN55%將被用作金庫，30%支付給團隊和投資者，5%空投給服務的早期用戶以及10%用于新概念的匿名挖礦。

由于tornado.cash服務只有在很多人使用時才是安全的，所以TORN會進一步激勵人們在合約中留下資金，并為此向他們支付TRON。這將以充分保持礦工的匿名性的方式進行。

去匿名化

現在有人已經開始嘗試去匿名化用戶。這可以通過三個指標來達到目的：

發送存款/取款的每日的時間

Gas價格分布

交易圖表分析

例如：

當該服務的大多數用戶生活在歐洲，而你生活在新西蘭，在你的時間下午4點左右與合約交互時，在歐洲將是凌晨4點。因此，要識別你會非常容易。

大多數錢包傾向于MetaMask自動設置Gas價格，從而提供一些信息來識別用戶。

擁有多個地址的用戶可能用這些地址與相同的服務進行交互。在最壞的情況下，這些地址之間甚至有直接的聯系，或是通過交易圖表能夠將某些地址映射在一起。

如果你嚴格遵守規則，所有這些問題都是可以防止的：

使用0-24的隨機數發生器，在你發送存款/取款時為你生成一個時間

在隨機數生成器的幫助下，手動設置你的交易gas成本，或使用多個錢包

使用一個新的地址取款，以后不要用這個地址和另一個地址使用相同的服務

本翻譯由CellNetwork贊助支持。

來源：https://soliditydeveloper.com/tornado.cash

參考資料

登鏈翻譯計劃:https://github.com/lbc-team/Pioneer

翻譯小組:https://learnblockchain.cn/people/412

Tiny熊:https://learnblockchain.cn/people/15

tornado.cash:https://tornado.cash/

Tornado.cash:https://tornado.cash/

隨機預言機模型:https://en.wikipedia.org/wiki/Random_oracle

鏈接:https://vitalik.ca/general/2021/01/26/snarks.html

多項式:https://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial

因子定理:https://en.wikipedia.org/wiki/Factor_theorem

Schwartz-Zippellemma:https://en.wikipedia.org/wiki/Schwartz-Zippel_lemma

統計頁面:https://explore.duneanalytics.com/public/dashboards/UEU02CHiGtNw9crfeD6OJ7bKPnvFtNjOgZ7Vc6uj

pedersenhashfunction:https://iden3-docs.readthedocs.io/en/latest/iden3_repos/research/publications/zkproof-standards-workshop-2/pedersen-hash/pedersen.html#pedersen-hash

snarkjs:https://github.com/iden3/snarkjs

白皮書:https://tornado.cash/Tornado.cash_whitepaper_v1.4.pdf

正在計劃增加治理:https://tornado-cash.medium.com/tornado-cash-governance-proposal-a55c5c7d0703

去匿名化用戶:https://arxiv.org/pdf/2005.14051.pdf

CellNetwork:https://www.cellnetwork.io/?utm_souce=learnblockchain

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