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从斯诺登亮相 Bitcoin2019 大会说起——深度详解区块链隐私协议
区块律动BlockBeats 2019-06-27
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在美国纽约的 Bitcoin 2019 大会上,爱德华·斯诺登突然在视频中现身,这是继维基百科创始人朱丽叶·阿桑奇被捕后,斯诺登首次现身。在与 BTC Inc(BTC媒体集团)首席执行官 David Bailey 的访谈中,斯诺登谈了谈他对比特币,尤其是对隐私重要性的看法,其关于隐私与权力的探讨,引发了人们的思考。

在区块链的设计中,隐私协议无疑是重中之重,如何在隐私和性能之间取的一个平衡,一直是协议开发者们的关注重点。

下面区块律动BlockBeats以图表形式总结了一下主流的隐私协议。

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CryptoNote 和环签名:CryptoNote(CryptoNight) 是区块链隐私技术的鼻祖,Monero 就是基于 CryptoNote 协议的加密货币。从概念上讲,分布式网络中,CryptoNote 利用可跟踪环签名加密技术来混淆一组节点之间的消息。CryptoNote 协议的改进已被证明能够在可拓展级别的操作中产生高级别的匿名性。

zk-SNARKS:ZCash 背后的协议就是zk-Snarks 。 zk-Snarks 是新颖的零知识加密算法,允许一方(证明者)在无需透露某一陈述的实际内容的前提下,向另一方(验证者)证明该陈述是正确的。自从Zcash 发布以来,zk-Snarks 已经被应用于不同的区块链技术,例如J.P Morgan Quorum

Mimblewimble:Mimblewimble结合了为比特币设计的几种加密技巧的版本。此外,它利用一些聪明的数学来完全去除典型的区块链的样子。Grin和Beam 就是基于Mimblewimble协议开发的隐私币。在Mimblewimble协议中,Mimblewimble摆脱了传统的私钥,公钥和地址,只保留输入和输出(这些在技术上与地址不同)。它还摆脱了每笔交易的传统签名,这基本上取代了一些证明代币所有权的“超额交易数据”。 其他项目中的隐私功能通常与可扩展性相冲突,Mimblewimble强大的隐私和扩展性是不冲突齐头并进的。

zk-STARKS: 由三角理论可知,由于证明的复杂性随着数据库的大小线性增长,zk-Snarks 的一个挑战就是难以大规模应用。今年早些时候,以色列理工学院 Eli-Ben Sasson 教授发表了一篇备受期待的论文,描述了一种比 zk-Snarks 更快的的替代性方案,为了保持神秘感,他决定把这种方法叫做 zk-Starks 。论文中,Ben Sasson 教授解释说:"zk-Snarks 用公钥密码学来保证安全,zk-Starks 用更简单的对称加密,即抗冲突哈希函数,因此不需要受信任的初始设置。同时,zk-Starks 消除了zk-SNARKs 的数论假设,这种假设需要消耗大量的算力,而且容易被量子计算机攻击。这使得zk-Starks 能够快速生成,并且抗量子。"

TEE: 可信执行环境是近来流行的把可信计算引入区块链中的方法。例如,Intel 的软件保护扩展(SGX) TEE 技术隔离了代码执行、远程证明、安全配置、数据安全存储以及代码执行的可信路径。在 TEE 中运行的 APP 受到安全保护,几乎不可能被第三方访问。

Enigma: Enigma 是由 MIT 的密码学家开发的 一项区块链协议,能够实现“加密合约”。协议允许节点使用智能合约的加密片段进行计算,而不需要解密,这是其他区块链做不到的。 Enigma 使用 TEE 将密码学计算与区块链的其余部分隔离,而不是依赖于诸如 zkSNARS / zk-STARKS 等证明者自证的协议(proof of possession protocol)。我之前的文章讲过 Enigma。

Oasis Labs: Oasis Labs 最近也加入了区块链隐私领域, Ekiden 协议致力于智能合约的高性能和可信计算。Ekiden 同样依赖于 TEE 来隔离隐私计算,不过利用区块链网络实现了扩展性。 

Quorum:Anonymous Zether的实现为已经很强大的Quorum堆栈带来了另一层隐私。 当前Quorum构建了交易和节点级别的隐私,同时也保护参与者的身份。 这些功能可与Quorum堆栈中已存在的访问控制功能相结合,以提供强大的端到端安全体验。

StarkWare:基于zk-STARKs协议,它通常被认为是zk-SNARK的自然继承者,Starkware是一个通过利用离线计算模型实现隐私和可扩展性的平台。 StarWare的当前实现关注于DEX应用,例如运行在以太坊虚拟机上的0x。

AZTEC:AZTEC协议支持零知识证明和范围证明加密,以实现以太坊上的隐私交易。 AZEL协议的初始版本目前在以太坊主网上运行。

Microsoft CCF:在概念上类似于Oasis Labs,Microsoft的机密联盟框架(CCF)利用TEE在区块链网络中实现可信的多端隐私计算。 CCF的第一个实现基于OpenEnclave SDK,可在Azure平台中使用。

Hyperledger Aries-Ursa:如果你使用Hyperledger的生态系统,最近宣布的Project Aries为Hyperledger应用程序带来了零知识的计算层。 Aries利用Ursa框架在区块链应用程序中启用私密和多签名计算。

这些是当前区块链生态系统中最可行的隐私协议实现。 然而,新的隐私技术不断被评估和适应,成为不同区块链堆栈的一部分。 随着时间的发展,我们可能会看到新一代技术在去中心化计算中实现新的隐私级别,区块律动BlockBeats会持续跟进。


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