區(qū)塊鏈行業(yè)技術引卷之十：捍衛(wèi)隱私匿名技術的興起

目錄匿名伊始——BTC的“提爾鋒” 4BTC的私策略 4BTC的“提爾” 5“匿名證”運而生 5常見的匿名技術 5CryptoNote協(xié)議——首數(shù)字通隱私議 6隱私址術 6環(huán)簽技術 7Coinjoin——非心化的“混幣”8Zerocoin、Zerocash——巧用密學領的高明法 9RING-CT——CryptoNote的繼任者 10Mimblewimble——優(yōu)化BTC神奇語 圖表目錄圖表1：BTC隱保護局限性 4圖表2：常見匿技術匿名證 6圖表3：隱私地技術意圖 6圖表4：環(huán)簽名術示圖 7圖表5：Coinjoin技術示圖 8圖表6：采用環(huán)名技需要交易 10圖表7：采用Ring-CT無須分割易 匿名伊始——BTC的“提爾鋒”2008年，中本聰發(fā)表了聞名遐邇的《Bitcoin:APeer-to-PeerElectronicCashSystem（BTC）并于次年挖掘出第一枚BTC彼時正值金融危機爆發(fā)，人們對于法定貨幣的信心大幅削減，而TC的非中心化（cetraied、抗通脹、公開透明、不可逆性（Immutable）和匿名性（Anonymous）等特征似乎符合人們對于理想貨幣的設想。BTC的隱私策略BTCBTCBTCBTCBTC（TC（Peudomt。圖表1：BTC隱私保護的局限性BTC不能隱藏交易信息資料來源：CryptoRamble，通證通研究院20179BTCGalOxyMonsterBTC1715Gal門注意到這條線索，進一步分析開源數(shù)據(jù)后定位到了的InstagramOxyMonsterTC的換性（Filt。BTC的“提爾鋒”（BTCBTC（eneisbloc至今所有BTC的T有干BTC。注：提爾鋒：北歐神話中的魔劍，無堅不摧百發(fā)百中，但同時也詛咒所有者步向滅亡。BTC發(fā)展“匿名通證”應運而生CryptoNote協(xié)議的匿名通證，Bytecoin使用隱私地址技術（StealthAddress）和環(huán)簽名技術（RingSignature）BTC在隱私保護方面的缺陷。BytecoinMoneroDash（624居第十五。MoneroDashZcashZencash等，GrinBeamDero常見的匿名技術BTC目前比較常見的匿名技術包括CryptoNote、Coinjoin、Zerocoin（以及次年基于Zerocoin發(fā)展而來的Zerocash、RING-CT、Mimblewimble等。圖表2：常見匿名技術及匿名通證ZcashBytecoin KomodoMonero Zclassic GrinParticl BitcoinPrivate BeamCryptoNote Zerocash Mimblewimble2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019Zerocoin Ring-CTCoinJoin Dash 資料來源：CryptoRamble，通證通研究院CryptoNote協(xié)議——首個數(shù)字通證隱私協(xié)議2012年12月，第一個針對數(shù)字通證隱私問題的協(xié)議——CryptoNote隱私地址技術和環(huán)簽名技術分別提供對數(shù)據(jù)接收方和發(fā)送方的隱私保護。201310月NicolasvanSaberhagenCryptoNote2BytecoinMonero和ariloneo和ril使用GTrptote發(fā)展而來。隱私地址技術隱私地址技術是隱藏實際交易地址的技術，該技術主要提供對數(shù)據(jù)接收方的隱私保護。BTCBTC易者。CryptoNote（后稱混淆地址確認交易是否有效。圖表3：隱私地址技術示意圖one-timestealthaddress SenderXMR viewviewkeyReceiver資料來源：通證通研究院相較于其他的隱私策略，隱私地址技術具有多重密鑰的特性。接收方具有私鑰b和公鑰（BG為Ed5519B。該地BrB。??=????(????)??+??AliceBobA和支付公鑰rPr（bbrr，根據(jù)此等??′=????(????)??+??RbB。??=??′隱私地址技術使用一次性的隱匿地址，極大地增強了交易接收方的安全性，保證通信接收方的信息隱私。環(huán)簽名技術環(huán)簽名技術數(shù)據(jù)發(fā)送方易簽名混淆化。誘餌（co。圖表4：環(huán)簽名技術示意圖資料來源：通證通研究院首先是一個單向函數(shù)（??=??(??)，x欲求yy欲求??=???????則很困難。其次具有一個特定陷門（也稱后門，若m??=?????(??)。私鑰與一組區(qū)塊鏈上的隨機公鑰rii，2x（ir成y（iv（yiysysxsP由以下參數(shù)組成（其中s是發(fā)送方的公鑰：??=（????，????，…，????，????;??；????，????，…，????，????）xi=…rxs即syi（i=2…ryys??′??=??′，若等式成立則環(huán)簽名有效。即可確認交易信息的有效性。Coinjoin——非中心化的“混幣”方案2013年1月28日，BTC開發(fā)商GregoryMaxwell為提高BTC的隱私性提出了Coinjoin技術，其基礎為“混幣”技術。Coinjoin則是非中心化的混幣方案。圖表5：Coinjoin技術示意圖資料來源：通證通研究院oijin（Mlii絡接收，否則，便會悉數(shù)分別退回個體的資產(chǎn)。oin能夠有效化解第三方信任風險，避免了第三方盜竊與泄露混幣信息的可能。CoinJoinDashCoinjoinZerocoinZerocoin、Zerocash明法20135CoinjoinMatthewDGreenZerocoin需第三方參與。20145MatthewD.GreenZerocoin創(chuàng)建了Zerocash零知識證明方法ZerocoinZerocash知識證明方法——zk-SNARKs。本系列前文已經(jīng)提到，零知識證明是密碼學的高級證明（詳見證明者強。succintnon-interactiveargumentsof的金額、地址等細節(jié)的前提下向驗證者證明交易的合法性。zk-SNARKs的驗證過程主要包含三部分。第一：抽象編碼。證明者需要向驗證者證明他知道某一事實，這一邏輯在第一步被抽象為證明者需要向驗證者證明一個多項式成立。例如：??(??)???(??)=??(??)???(??)s（即(?(s?)第三：零知識證明。f(s)、g(s)、h(s)w(s)EE(f(s))、E(w(s))、E(h(s))、E(w(s))??(??(??))???(??(??))=??(??(??))???(??(??))的加密技術基于橢圓曲線密碼破解。zk-stark（Zero-knowledgeScalableArgumentofKwedg該方法能夠保證生成證明的所有參數(shù)都是公開并隨機生成的，同時還具備量子抗性。RING-CT——CryptoNote的繼任者Confidential是一項隱匿交易金201510MoneroShen-NoetherMonero圖表6：采用環(huán)簽名技術需要分割交易資料來源：通證通研究院Ring-CTRing-CTRCXXX作為交易RCXXX=random+m（真實交易金額）錢包自動產(chǎn)生；另一部分為真實交易金額。RCXXXRCXXX驗證交易輸入是否等于交易輸出，Ring-CT圖表7：采用Ring-CT無須分割交易12.5$10$2$0.5$???資料來源：通證通研究院MimblewimbleBTC的神奇咒語Mimblewimble20167月被匿名撰稿人ElvisJedusorand提議并于2016年10月由AndrewPoelstraBTCMimblewimbleBTC去粗存精，保留了PoWUTXO集合進行了優(yōu)化。GrinBeam機密交易（ConfidentialTransactions）是Mimblewimble的一項核心技術，其主要原理基于以下公式：??=??×??+??×??C（PedersenCommitment）ECDSA得到PedersenCommitmentRangeProof雙方?jīng)]有憑空創(chuàng)造額外的通證。Alice5BTC，Bob持0BTCBob5枚BTC。Mimblewimble針對優(yōu)化礦工存儲空間設計了Cut-through（核銷）特性，能夠降低區(qū)塊鏈的大小。MimblewimbleCut-throughAlice1BTC給Bob