| 编者的话：近日，Qtum量子链发起2019全球线上隐私主题黑客马拉松，我们收到了许多关于大赛的问题——如何将Qtum与现有的隐私技术结合？哪些技术适合移植到Qtum上？在哪些具体的结合点上可以开发？本文通过结合Qtum与Zether的思考，希望带给你更多隐私方向的启发。 众所周知，区块链上交易和合约都处于透明状态，不适合部分商业应用场景。Zether通过智能合约赋予区块链隐私交易的功能，帮助了链上资产、投票、拍卖等应用的隐私化。可是目前Zether面临Gas过高的问题，那我们怎么通过Qtum降低Gas和增加预编译合约呢？ 1. 简介 区块链网络中，尽管用户的地址来自于随机生成的私钥，但地址和实体之间的对应关系还是有可能被交易所、商户泄漏，甚至被区块链数据的抓取和聚类算法所挖掘。这种程度的隐私性限制了商业场景的应用。 隐私币的热潮中，出现了包括Monero、ZCash、Grin和Beam在内具有隐私特性的公有链，而这些也已经被大多数用户所认可。但是它们使用的方法都需要对区块链系统进行较大的改动，想要在现有的区块链上去实现有一定的难度。 斯坦福大学的博士生Benedikt Bunz（Bulletproofs防弹协议发明者之一）、斯坦福大学教授Dan Boneh以及Visa研究部门，提出了一种基于以太坊智能合约的隐私协议：Zether。 Zether的基本想法是通过智能合约实现隐私交易——即隐藏交易的金额和账户的余额，并最终应用于拍卖、投票等场景中。为了满足智能合约基于Account的特性，它提出了ElGamal encryption、Pending transfer、Rolling over等机制。为了增加Zether和其他合约的交互性，它又增加了lock/unlock的功能。为了提升Bulletproofs的性能，它使用新的Σ-Bullets进行代替。 Zether提出之后，受到了广泛的关注。JP Morgan不但将其用于自己Quorum区块链系统中，而且还尝试对其进行进一步的改进。 Zether的最初设计文档位于[1]，作者公布了部分源码[2]。JP Morgan对其的改进文档位于[3]，源码位于[4]。 2. 原理 已有的隐私交易方法，例如Confidential Transactions[5]与其衍生方法MimbleWimble[6]，都是基于UTXO实现的。Zether的主要想法是将这一类方法应用到智能合约中，实现基于Account的隐私交易。为此，它对已有的方法进行了如下修改。 UTXO到Account 如果在智能合约中实现UTXO，会占用大量的存储空间。所以Zether的一大主要工作是将Confidential Transactions的UTXO模型改造为Account模型。 ElGamal encryption Confidential Transactions使用了Pedersen commitments隐藏每个UTXO的金额。如果对方发送给你一个Pedersen commitments取值错误的UTXO，不会影响你其他UTXO的使用。 当改成Account模型的时候，需要对每个用户接收的UTXO进行金额累加，得到最终余额，存储于合约中。但如果直接对Pedersen commitments进行累加，其中一个的错误会导致最终余额的错误，影响所有金额的使用。 因此，Zether采用了ElGamal encryption的方式，用接收方的公钥来加密交易金额。这样，接收方就能验证加密金额的正确性，然后合入到余额中。 解决Front-running问题 交易的过程中，需要对交易金额和交易后余额进行范围证明。但在Account模型中，如果你发起交易的同时，另一用户给你发送了一笔交易，并且在你的交易之前打包进行了区块，这样余额就发生了改变，你交易中的范围证明就不再有效。 因此，Zether提出了Pending transfers和Rolling over的机制。即用户收到的交易并不立即合入到余额中，而是周期地合入。每个周期中，当你第一次与自己账户交互的时候，进行接收交易合入余额的操作。即，只有账户的所有者可以改变账户的余额。这样，Front-running就不会发生。 重放攻击保护 假定用户在某个特定的余额下发起了一笔交易。当用户再次出现这个余额时，则这笔交易能够再次生效。这种情况就称作Relay Attack（重放攻击）。为了防止Relay Attack，Zether参照了Ethereum的方式，在每个账号上加上了一个nonce。用户每发起一笔交易，nonce的取值就会增加。用户的交易都需要对nonce进行签名，这样就保证了每笔交易都无法被relay。 范围证明 Zether使用了Σ-Bullets替代Bulletproofs。Σ-Bullets是Bulletproofs和Σ-protocols的结合。它的特点是可以证明更为复杂的陈述，且证明和验证的过程更加高效。 3. 思考 评价Zether Zether的优点如下： 1.基于智能合约实现，对区块链底层逻辑不需要进行改动 2.基于Confidential Transactions方案修改，不需要zkSNARK那样需要信任的初始化过程 Zether的缺点如下： 1.Gas消耗太高。如图，每次Transfer需要7188k的Gas，其中6455k消耗在椭圆曲线相关计算上。
2.没有隐藏地址。相比MimbleWimble，Zether没有隐藏用户的地址。需要后续进一步的改进。 —- 编译者/作者：不详 玩币族申明：玩币族作为开放的资讯翻译/分享平台，所提供的所有资讯仅代表作者个人观点，与玩币族平台立场无关，且不构成任何投资理财建议。文章版权归原作者所有。 |
如何在现有的区块链上增加隐私功能？
2019-07-10 不详 来源：网络
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