曲速未來 消息：如何通過預編譯智能合約實現隱私協議,保護鏈上資產隱私_以太坊

區塊鏈安全咨詢公司?曲速未來?表示：日前，Qtum核心開發工程師Shannon發布了隱私資產技術提案QIP-19。該提案想通過預編譯智能合約實現隱私協議，以此來實現在Qtum網絡上發行帶有隱私保護的資產和Token。

鏈上資產

ColoredCoin

比特幣發展早期，開發者們一直探索如何在比特幣的交易中存儲特定的數據。直到2013年0.9.0版本的發布，比特幣腳本中增加了OP_RETURN這一新的opcode。OP_RETURN允許在比特幣的輸出腳本中記錄最多80byte的數據。之后，使用了OP_RETURN的交易數量快速上升。

基于OP_RETURN誕生了一系列協議。這些協議利用了區塊鏈上信息公開且不可變的特性，將應用的數據以特定的格式存儲在OP_RETURN中，從而構建了各種各樣的應用。其中的一類協議，例如OpenAssets、OmniLayer，允許用戶在比特幣的區塊鏈上創建新的資產，資產的發行、轉賬等數據存儲在OP_RETURN中。以OmniLayer為例，支持的數據類型如下：

OpenAI：愿與意大利監管機構合作加強用戶數據保護和使用:金色財經報道，OpenAI在與意大利監管機構的會議中，承諾提高個人數據使用的透明度。OpenAI表示，相信公司符合個人數據保護法律，但也愿意與該機構進行合作。除了加強個人數據使用的透明度，OpenAI還將增強數據主體權利行使機制以及對兒童的保護措施。[2023/4/6 13:48:32]

由此，大量的比特幣鏈上資產出現。其中大多數資產會與真實世界中的一種資產進行錨定，例如黃金、鉆石等。這類資產又被稱作ColoredCoin。至今，我們最為熟悉的一種ColoredCoin是USDT，它以美元作為錨定，出現在大多數的數字貨幣交易所中。

在比特幣區塊鏈上發行資產有著很多優勢。其中最為重要的一點是，發行方可以借助比特幣本身的安全性和易用性來維護資產，而不需要自己進行區塊鏈系統的開發。

ERC-20和ERC-721

以太坊最大的創新在于智能合約。通過智能合約，可以更為靈活地構建鏈上去中心化應用，即DApp。智能合約也常被用來構建鏈上資產。為了規范以太坊上資產的接口形式，社區提出了ERC-20標準。

MPCH Labs獲得4000萬美元A輪融資，Liberty City領投:金色財經報道，技術風險投資工作室MPCH Labs宣布在A輪融資中籌集了4000萬美元，用于開發下一代多方計算(MPC)技術。本輪融資由Liberty City Ventures牽頭，其他支持者包括貿易公司QCP Capital和Ledger Prime，以及Animoca、Human Capital和Oak HC FT等風險投資公司。[2022/9/28 5:55:58]

ERC-20定義了一種基于以太坊智能合約的token資產標準。標準提供了基本的token轉賬以及授權的功能，從而讓第三方，包括錢包、交易所，可以復用同樣的接口處理不同的token。我們熟悉的USDT也在以太坊上有ERC-20的實現。ERC-20的具體接口如下：

隨著以太坊上DApp的多樣化，token資產已經不能滿足需求。隨著CryptoKitties等收藏型DApp的出現，社區又提出了ERC-721標準。ERC-721提出了NTF的概念，表示一種互相之間有區別的資產，例如房產、藝術品甚至虛擬的卡片等。鏈上資產從單純的貨幣擴展到了更為廣闊的資產概念中。

Aptos和谷歌云合作計劃推出加速器項目:金色財經報道，公鏈項目 Aptos 宣布與 Google Cloud 達成合作，Google Cloud 將為其部分驗證節點和其他服務提供支持。Aptos 區塊鏈也將被編入索引并加入 Google Cloud 的 BigQuery 服務。

此外，Google 和 Aptos 基金會將啟動加速器計劃，并在明年共同舉辦黑客馬拉松。[2022/11/11 12:46:43]

隱私問題

在鏈上資產廣泛應用的同時，隱私問題也逐漸暴露出來。資產的余額、轉賬等信息都以公開的方式永久記錄在區塊鏈上，限制了鏈上資產的進一步商業化應用。以USDT為例，其發行、銷毀和轉賬，通常都會被第三方監控且解讀。如果使用USDT給他人轉賬，自己賬戶下的余額就會暴露給對方，這在一些商業場景下是令人難以接受的。

隱私資產

為了解決鏈上資產的隱私性，許多解決方案被提出。

UTXO上的解決方案

Ripple總法律顧問敦促美國議員緊急通過“明智的”加密立法:7月30日消息，Ripple的總法律顧問Stuart Alderoty在近日發表的一篇評論文章中強調了明智的加密貨幣立法的重要性。

在眾議院金融服務小組委員會關于投資者保護的聽證會上，國會議員Brad Sherman敦促美國SEC調查交易XRP的主要加密貨幣交易所，Alderoty強調：“Sherman的離譜言論突顯了華盛頓迫切需要明智的加密立法。”

Alderoty指出：“Sherman知道SEC無法確定XRP是一種證券。他知道世界上沒有一個國家認定XRP是一種證券。他知道這個問題需要在法庭上決定。”他進一步補充說，XRP是否為證券尚未確定，并表示，“該決定將由法院做出。”（Bitcoin.com）[2022/7/30 2:47:28]

BlockStream率先在2017年提出了一種UTXO上的隱私資產實現方案，并且應用在了Elements項目中。該方案用PedersenCommitment代替了原本的交易金額：commitment=xGa(HrG)

歐盟監管機構：許多加密資產能否在崩盤中幸存是一個問題:金色財經報道，歐洲證券及市場管理局（ESMA）主席Verena Ross表示，加密貨幣投資者應該將市場崩盤視為“警示教訓”，并且不能指望任何形式的救助。她說：“我認為許多加密資產是否能夠生存一個真正的問題。我希望一些投資者能看到這一點，并至少吸取教訓，想想他們將多少資金投資于這類資產。”

過去一年，全球加密市場下跌了70%以上，Ross表示她擔心這對普通投資者的影響。（英國金融時報）[2022/7/14 2:12:31]

其中a是交易金額。G和H是橢圓曲線上的生成點。G是常量。H表示資產類型，對于不同的隱私資產取不同的值。x和r稱作BlindingFactor。它們在每個UTXO中都會隨機選擇不同的值，分別用于進一步隱藏交易金額和資產類型。

在資產的創建、交易和銷毀過程中，還需要引入一些證明，來證明隱藏的交易金額和資產類型取值合理。用于交易金額的證明稱作RangeProof，證明了其數值是一個正數。用于資產類型的證明稱作SurjectionProof，用于證明其取值屬于一個特定的集合。

在Elements項目中，這一方案應用在了比特幣的系統中，未來也計劃用于MimbleWimble的系統中，例如Grin、Beam。它們的區別是：

1.基于比特幣的實現，交易是Non-interactive的，即交易接收方不需要在線以完成交易。基于MimbleWimble的實現則相反。

2.基于比特幣的實現，沒有隱藏交易雙方的地址。基于MimbleWimble的實現則隱藏了。

BlockStream提出的這種解決方案的優點是具有極強的隱私性。交易的地址、金額和資產類型都可以在區塊鏈上進行隱藏，只有UTXO的所有者才能知道。但缺點也很明顯：

1.系統改動較大。必須通過一條新的區塊鏈或是對已有區塊鏈進行硬分叉來實現。

2.沒有智能合約。在這個解決方案上無法再加入智能合約的功能，因此無法對隱私資產的邏輯進行自定義編程，也無法創建基于隱私資產的鏈上應用。只能通過一種叫做ScriptlessScript的方案來實現一些簡單的交易邏輯。

智能合約上的解決方案

為了解決這些問題，許多基于智能合約的隱私資產解決方案被提出，包括AZTEC、Zether、AnonymousZether、PGC、Nightfall等。它們都是在智能合約上實現了隱私交易的功能，所以可以用于隱私資產、投票、拍賣等多種場景中。它們之間的對比如下：

基于智能合約的隱私資產的優點是：

1.可編程性。可以通過智能合約修改資產的發行、銷毀、轉賬、交易、鎖定等邏輯，賦予隱私資產更多的功能和屬性。

2.互操作性。隱私資產可以和其他代幣、拍賣、投票、質押等合約進行交互，給予隱私資產更多的應用。

這些解決方案的實現，得益于以太坊上BN-128橢圓曲線相關的預編譯合約功能。BN-128是一條pairing-friendly的橢圓曲線，之前主要用在zk-SNARK中。以太坊通過EIP-196、EIP-197，增加了3個預編譯合約，分別實現了BN-128上的加法、標量乘法和pairingcheck。這些預編譯合約很大程度地減少了通過智能合約進行橢圓曲線計算的gas消耗，讓基于合約的隱私解決方案得以實現。

然而，以太坊對每個block的gas有一個總量限制，其值大概在8M，可以從etherscan查看具體取值。對比上文中的表格可以發現，這些解決方案的gas都十分接近block的gas限制，所以難以運行在以太坊上。EIP-1108提議降低bn128預編譯合約的gas，EIP-1109則提議降低所有預編譯合約的gas。但這些EIP都需要通過硬分叉才能應用在以太坊中，因此需要很長一段時間才能實現。

Qtum和隱私資產

Qtum上的智能合約基于了以太坊的EVM。在即將進行的硬分叉中，Qtum將對虛擬機進行升級以支持BN-128橢圓曲線相關的預編譯合約。因此上述基于智能合約的隱私資產解決方案都能直接應用于Qtum。

另外，Qtum對于每個block的gas限制是40M，遠高于以太坊。這一限制還可通過Qtum的DGP進一步在線修改。因此隱私資產在Qtum上運行時不需要再考慮gas過高的問題。

區塊鏈安全咨詢公司?曲速未來?表示：如QIP-19所計劃，后續可以通過增加預編譯合約，讓更多的隱私資產方案能夠運行在Qtum上。比如，可以增加secp256k1橢圓曲線的預編譯合約，從而優化Zether、AnonymousZether和PGC這3個方案的性能。又比如，可以增加Schnorr簽名、Bulletproofs的預編譯合約，從而讓MimbleWimble以合約的方式運行在Qtum上。

本文內容由曲速未來(WarpFuture.com)安全咨詢公司整理編譯，轉載請注明。曲速未來提供包括主鏈安全、交易所安全、交易所錢包安全、DAPP開發安全、智能合約開發安全等相關區塊鏈安全咨詢服務。

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