中心化交易所如何用Merkle Tree實現資產儲備證明_MER

最近，在cz幾條推特的轟炸之下，全球第二大交易所FTX因為挪用用戶資產，被擠兌后迅速宣告破產，由此導致了用戶對CEX資產儲備不透明的強烈不信任感。而cz提出CEX要做MerkleTree的資產證明，并計劃幾周內發布，其他交易所紛紛表示跟進。

那么，什么是MerkleTree，中心化交易所應如何通過MerkleTree實現自身資產儲備≥用戶資產？本文將從技術角度討論并給出完整的證明方案與代碼實現。

我們以ETH為例，當我們要實現資產證明時，我們要證明的是鏈上資產ETH總額≥交易所用戶ETH資產總額。因此，證明分為鏈上與鏈下兩部分。

鏈上證明

鏈上證明比較簡單，因為交易所通常會將所有用戶充值匯總到幾個地址，列出這幾個地址在鏈上自查即可。為證明這些地址是交易所擁有，可用私鑰簽名一條簡單的消息即可，簽名只需要發布一次。

第一共和銀行或被限制使用貼現窗口和美聯儲緊急貸款工具:金色財經報道，美國銀行監管機構正在考慮下調對第一共和銀行(First Republic Bank)信用評分的可能性，此舉或限制該行通過美聯儲信貸工具獲得融資。消息人士透露，聯邦存款保險公司(FDIC)已經給該行時間與私人部門達成增強財務實力的交易。但幾周過去，交易仍然無影蹤，因此高級官員們越來越傾向于下調對第一共和銀行的評分，包括所謂的駱駝信用評級(CAMEL rating)，這或將限制該行對美聯儲貼現窗口和上月推出的一項緊急貸款工具的使用。[2023/4/27 14:29:26]

鏈下證明

鏈下證明就比較復雜，需要用到MerkleTree。

MerkleTree是一種二叉樹，其最底層葉子節點存儲數據以及數據的哈希，而每上一層節點則存儲兩個子節點的哈希，最后由根節點的哈希保證這個MerkleTree的任何節點數據的完整性。因為修改任何一個葉子節點的數據都會導致根節點的哈希變化，因此，使用MerkleTree可以保證，只要發布了Root，樹的所有子節點均不可修改：

Reserve：RPay下周將從RSV過渡到1:1資產支持的去中心化穩定幣eUSD:3月17日消息，穩定幣平臺Reserve發推稱，RPay計劃于下周開始將應用程序用戶從RSV過渡到1:1資產支持的去中心化穩定幣eUSD，這是一種在Reserve Protocol上構建的RToken。Reserve Protocol目前已通過實戰測試，可供任何人使用。Reserve預計，RPay第一輪將鑄造約600萬美元的eUSD。

此前報道，加密貨幣和支付公司Mobile Coin與穩定幣平臺Reserve合作推出全額抵押的美元穩定幣eUSD。[2023/3/17 13:10:44]

Terra社區關于”0.5%LUNA緊急資金分配的分配方法”的提案已獲得通過:6月15日消息，Terra 社區”0.5% LUNA 緊急資金分配的分配方法”的 446 號提案已獲得通過，贊成票 3.04 億（88.36%），該提案將支持 Agora 上列出的分配計劃，并計劃建立一個由長期 Terra 社區成員（Karma、Panterra0x、Cephii、Seb 和 GJ）組成的社區委員會。

此前報道，Terra 社區成員發起”0.5% LUNA 緊急資金分配的分配方法”的新提案，提議將有三個群體有資格獲得緊急資金分配。[2022/6/15 4:28:39]

假設交易所全部5個用戶持有若干不等的ETH，按用戶ID可表示如下：

UST和Luna崩盤期間，Anchor上發生超10億美元清算:金色財經消息，基于Terra的借貸協議Anchor上周遭遇了超過10億美元的清算，這是單一協議中規模最大的清算事件，當時正值UST和Luna崩盤期間。

根據The Block的數據儀表板，借款人在Anchor上存放的10.48億美元質押加密抵押品在5月7日至5月12日期間在該平臺進行了清算。

在此期間，Luna（LUNA）在Anchor上的清算金額超過7.5億美元，占比接近75%。Avalanche（AVAX）的清算金額為2.61億美元，其余的清算金額則分布在ETH、SOL和ATOM。

據了解，上一次發生這樣的大型清算事件是在一年前。當時，Compound和Aave在市場普遍崩盤的情況下共清算了6.33億美元。（THE BLOCK）[2022/5/21 3:32:15]

可將用戶ID視為索引，構造MerkleTree并計算MerkleRoot：

交易所發布MerkleRoot后，可確保所有子節點——即用戶ID對應的子節點余額均完全確定下來，每個用戶均可根據自己的用戶ID查詢余額是否相符，只要有任何一個用戶發現自己的余額在指定索引的位置不符，即可判斷交易所造假。

為了證明交易所的用戶資產儲備總額，交易所也不得不公開所有子節點的索引與余額，這樣任何第三方才能計算出用戶資產總額，并根據交易所公布的MerkleRoot確認這些子節點數據沒有被篡改。

然而，這樣一來，每個用戶的持幣余額就完全公開了，可以很容易地對持幣大戶進行跟蹤。因此，我們需要一種機制將一個用戶的余額拆成若干份，并存儲在多個不同的索引地址。為了確保索引不會沖突，可使用SparseMerkleTree，用以太坊地址作為索引。對SparseMerkleTree不熟悉的同學可以參考針對以太坊實現的一種SparseMerkleTree。

例如，對于用戶45678持有的45.67余額，我們可以分為3份：

14.727835427.8394771023.10268748然后，根據ID計算出確定的若干地址索引：

6f1cc8a44919eb1c6576d6819b37ac9ab288ecb59759bf1d54e5f25f135d7674dea3bef0d24fb15346daefba020f7e5bfa957b13aeaa4b72034a90fd這樣我們就可以把這個用戶的余額分別存放在3個子節點上。把所有用戶都處理一遍，假設結果如下：

我們就可以得到一個地址索引=余額的列表。對地址進行排序，以便讓同一個用戶的多個地址不再連續列出，得到地址/余額的CSV如下：

交易所計算總額683.91以及MerkleRoot值0x61cdf659...c41c40fe，公開CSV文件及MerkleRoot后，任何第三方可校驗樹的有效性，并獲得用戶資產總額，再與鏈上對比。對于每一個用戶來說，需要根據自己的ID，快照時產生的余額，以及交易所給出的用于生成確定性地址的隨機數，可自行驗證對應的若干節點余額總和與自己的資產額度完全相等。

這種方式既能保證每個用戶可驗證自己的資產，又能保證其他人無法推算某個用戶的資產，其缺點是計算較為繁瑣，需要相應的第三方工具幫助用戶校驗。

小結

本文給出了一種交易所用戶資產的額度證明，并保證不泄漏任何用戶的額度。詳細代碼可參考GitHub源碼：

https://github.com/michaelliao/eth-smt/blob/master/sample/src/main/java/com/itranswarp/sample/Proof.java

責任編輯：Kate

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