Nirvana：双重隐私技术护航为生态系统撑开隐私保护之伞

引言：在刚刚过去的2020年，“数字化”三个字在年度热词榜单里占据了绝对重要的位置。其实早在互联网出现的那一刻起，我们就已经进入数字化阶段，而互联网在近几年的突破性发展，才让“数字化”开始了新的阶段，区块链的发展就是其代表之一。

人类社会的信息系统由单机状态转变为中心化组织状态，如今再次进入到了新的去中心化时代。高度开放式的信息结构和节点分布让数据的储存、流转变得透明，让信息的真实性变得有保证，同时也让隐私开始无处可逃。为了弥补开放系统带来的隐私泄露问题，区块链行业目前主要有零知识证明、环签名、混币、同态加密和安全多方计算五种信息加密技术。

今天，我们将通过浅析Nirvana所采用的Zk-SNARK零知识证明以及环签名两种加密方式，来探究不同加密技术混合使用的现实可操作性。

一、零知识证明：Nirvana提出一种基于zkSNARK算法的跨链交易隐私保护，打造跨链交易信息的保护伞

【Nirvana提出采用零知识证明Zk-SNARK，根据跨链交易的特殊性，提出新的跨链交易隐私保护方法，既能够实现跨链又能保障跨链资产的安全性和隐私性的解决方案。】

随着对数据信息安全的日益重视，隐私保护在区块链行业里越发重要，而在隐私保护的种种手段中，zk-SNARK零知识证明算法代表了一种简洁的非交互式零知识证明，是一种比较成熟和可行的隐私保护技术之一，因为具有更好的匿名性，它不需要信任中央节点或网络中其他用户的参与。用户可以通过与匿名货币进行交互来实现匿名交易， 从而有效地保护了用户的隐私，作为先进隐私保护技术被用于区块链的支付系统，故在此基础之上Nirvana提出了一种基于zkSNARK算法的跨链交易隐私保护方法。

通俗来讲，零知识证明就是既证明了自己想证明的事情，同时透露给验证者的信息为“零”。在现在的区块链交易中，一般用地址来表示双方，以达到匿名的目的，但是在整个交易过程中，有一部分信息依然是可以被追溯，这也使得匿名性荡然无存。而零知识证明正是为了解决这一问题而出现的技术，利用零知识证明，可以将交易双方的交易细节隐藏起来。

跨链连接链作为转发和验证跨链匿名交易的载体，需要有能够验证跨链匿名交易有效性的方式。Nirvana发现，互联链网络中的验证节点可以根据并行区块链注册的验证规则来验证交易的有效性，同时互联网网络中的验证节点需要了解在每个并行区块链网络启动阶段生成的公共参数，并使用这些公共参数来验证跨链匿名交易的有效性。这即为Nirvana提出的一种基于零知识证明Zk-SNARK算法的跨链交易隐私保护法。

二、环签名：Nirvana提出为了数字资产的匿名性，采用一次性环签名技术，Nirvana网络维护着所有不完整密钥映像的数据库，而用户的真实隐藏地址P仅能使用一次

【Nirvana环签名通过允许事务的发起者加入组，然后将事务作为一个单元加入，而不是从单个私钥签名中分配私密性。此技术允许发起者进行混合。验证者可以证明输出存在，并且组的成员之一是真正的签名者。】

如果零知识证明解决的问题是“我有一个答案，我需要向你证明我知道这个答案，但是我不能让你知道这个答案。”那么环签名解决的问题就是“我对你说了一句话，但你只知道这个组中的某个人对你说了这句话，而你不知道是组中哪个人说了这句话。”

环签名技术思想，最早可以追溯到十七世纪的法国，现代环签名( Ring Signature ) 方案则在2001年由Rivest、Shamir 和 Tauman 这三位密码学家提出。环签名方案去掉了群组管理员，不需要环成员之间的合作，签名者利用自己的私钥和集合中其他成员的公钥就能独立的进行签名。作为隐私保护的补充方式，环签名的优势除了能够对签名者进行无条件的匿名外，环中的其他成员也不能伪造真实签名者签名。

Nirvana使用了一次性的环签名技术。验证者可以证明输出存在，并且组的成员之一是真正的签名者。但是，由于每个成员具有相等的概率权重，因此他们无法确定签名者是哪个组成员。随着组规模的增加，每个成员成为真实签名者的可能性降低。

同时，为了防止双花问题的出现，Nirvana在每次资产交易中都具备了唯一的关键图像，例如可以为相同的公钥创造相同的key image这种操作方式。在资产交易中，系统中所有的节点会维护一个已见到过所有的key image集合，如果?笔交易的Key Image出现在该集合中，则被认为是?效的。Nirvana正是通过获取隐藏地址P的哈希值，并将其乘以私钥来创建密钥镜像，创造不同的事务。这种机制能确保每个P都能只能使用一次，如果用户尝试重用密钥，则网络将会拒绝交易，确保其唯一性。

三、写在结尾 毫不夸张地说，如今的我们完全已经进入了数字经济时代，区块链公链的发展会迎来更多的观察者，这也就决定了它必须在架构、效率、安全等多方面升级到更高的标准，才足以满足潜在客户的需求。区块链作为一个数据高透明度、高开放性的底层技术，透明与隐私两者之间似乎生来就矛盾重重，但随着环签名、零知识证明等加密技术的发展，这两种区块链特质也开始变得周全。

隐私保护作为一种新的行业生态，其有效性和可操作性是构建完整区块链世界观必须发展开拓的技术方向，也是未来衡量一条公链成熟程度的重要指标。

系列文章： 1、Nirvana公链两面观：致力改进公链生态，将吸引更多开发者入局 2、Nirvana首次创新性提出异构复合链共识机制，突破单共识机制的公链技术天花板

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编译者/作者：智链商学院

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