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ARK:一文帶你初步了解隱私Layer1

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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。

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、Secret Network、Manta Network、Oasis Network、Espresso Systems、Aleph Zero 等等 。

事實上,雖然隱私 Layer2 方案中的以太坊的二層網絡 ZK rollup 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。

Protocol Labs與Edgevana達成合作:金色財經報道,Protocol Labs與Edgevana建立合作伙伴關系,此次合作旨在擴展Filecoin的存儲容量。為了證明他們對該計劃的承諾以及對Edgevana的持續支持,Protocol Labs承諾初始投資500,000美元,用于創建無縫的入職流程,以吸引更多存儲提供商。[2023/8/3 16:17:07]

Carbin VC 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、Iron Fish 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。

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

數據:Arbitrum的ETH總跨鏈橋接數量已超250萬枚,半年增長超25%:6月4日消息,Dune 數據顯示,以太坊擴容解決方案 Arbitrum 的 ETH 總跨鏈橋接數量已超 250 萬枚(約 47.3 億美元),參與橋接交易的用戶數量為 647,426 個。此外 Optimism 的 ETH 總跨鏈橋接數量為 542,959 枚、zkSync 為 281,073 枚、StarkNet 為 80,774 枚。

此前報道,去年 11 月 24 日 Arbitrum 的 ETH 總跨鏈橋接數超 200 萬枚,也即 Arbitrum 的 ETH 總跨鏈橋接數量半年增長超 25%。[2023/6/4 11:56:55]

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。

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(MPC)、零知識證明(ZKP)以及基于硬件設計的可信執行環境(TEE)。

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。

Mythical Games聯合育碧等合作方推出Mythos基金會:10月5日消息,區塊鏈游戲公司Mythical Games宣布聯合包括Ubisoft(育碧)、Krafton、Kakao Games、Com2uS、FaZeClan、Gen.G、Sandbox Gaming、Animoca Brands等在內的22個合作伙伴推出Mythos基金會。

據悉,Mythos基金會旨在監督去中心化社區MythosDAO,而MythosDAO將推出其ERC-20標準Token“MYTH”,MYTH持有者將能夠對生態系統決策進行投票并提交提案。除了作為治理Token之外,MYTH還將作為MythicalGamesNFT市場的主要貨幣,并將用于保護Mythical的區塊鏈。此外,Mythos基金會的初始顧問將包括Animoca Brands董事長Yat Siu、100Thieves首席產品官PeteHawley、FaZeClan首席企業聯盟官JaciHays、前Twitter首席運營官AdamBain,以及美國電子流行音樂組合The Chainsmokers等。(decrypt)[2022/10/6 18:40:18]

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。

V神:以太坊不需要為Layer 1使用單一的ZK-EVM實現進行標準化:金色財經報道,以太坊創始人Vitalik Buterin發文解釋了“不同類型的ZK-EVM和類似ZK-EVM的項目,以及它們之間的權衡”。V神例舉了描述了多個EVM等價的不同“類型”的分類,以及嘗試實現每種類型的好處和成本。

V神總結稱,就我個人而言,我希望隨著時間的推移,通過ZK-EVM的改進和以太坊本身的改進相結合,使其對ZK-SNARK更加友好,一切都將成為Type1。在這樣的未來,我們將有多個ZK-EVM實現,它們既可以用于ZK匯總,也可以用于驗證以太坊鏈本身。

從理論上講,以太坊不需要為Layer1使用單一的ZK-EVM實現進行標準化;不同的客戶可以使用不同的證明,因此我們繼續從代碼冗余中受益。但是,要實現這樣的未來,還需要相當長的時間。與此同時,我們將在擴展以太坊和基于以太坊的ZK-rollup的不同路徑中看到許多創新。[2022/8/4 12:02:16]

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 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 Secret Network、Oasis Network、 Phala Network 使用的隱私技術即主要為 TEE。Secret Network 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。

USDC市值突破550億美元,創歷史新高:金色財經報道,據 Coingecko 最新數據顯示,USDC 市值已突破 550 億美元,創歷史新高,截止目前為 55,151,799,894 美元。數據顯示,當前以太坊鏈上 USDC 發行量最高,約為 462.18 億美元,Solana 排名第二,約為 40.29 美元;波場 TRON 第三,約為 28.36 美元;Avalanche 位居第四,約為 14.48 億美元。[2022/6/17 4:35:27]

Secret Network 通過可信執行環境(TEE)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(原生 SCRT 除外)。

Oasis Network 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。

最早由 1980 年代由麻省理工學院學者 Shafi Goldwasser、Silvio Micali 和Charles Rackoff 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。

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 zk Rollup 技術(Layer2 )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:Perhaps the most powerful cryptographic technology to come out of the last decade is general purpose succinct zero knowledge proofs, usually called zkSNARKs.(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。

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、Galaxy Digital 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 Kora Management 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。

Manta Network 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 Dolphin Testnet。2022年2月15日,Manta Network 獲得Binance Labs的戰略投資。

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 Coinbase Ventures、MetaStable、Polychain Capital、Three Arrows Capital、HashKey Capital、Fenbushi Capital 等頂級機構的投資,在四輪融資中,累計募集了約 4815 萬美金。

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