CASH:開發者必讀：從Zcash和Aleo的技術出發，理解隱私交易的設計原理

引言

從論文的角度看，Aleo的可編程隱私設計所采用的的隱私設計和早期的Zcash的白皮書更為相近，類似的Key結構，類似的Note結構，類似的稱呼。本文是基于Zcash最新的論文和Aleo的ZEXE做的比較，雖然在具體的細節上有所不同，比如Key結構，具體使用的密碼學方法；但是在high-level的設計上大體相同。除了前面所講述的技術細節外，仍然存在一些其他的技術細節暫未涉及，比如delegateprover方案，零知識證明算法，遞歸/聚合方案等，有興趣的同學可繼續研究。Zcash

1.關于Zcash？

一個簡短的視頻了解Zcash，大概需要2分鐘。https://zcash.readthedocs.io/en/latest/rtd_pages/basics.html特點：?匿名版的BTC，類UTXO模型?只能做支付場景，不具備可編程性2.主要概念

注意：Zcash經過多次協議升級，我們只關注最新版本。主要介紹Zcash里的各個核心概念。2.1Keycomponents

圖片來源

螞蟻鏈開發者實驗室推出首個上鏈小游戲應用案例:2月22日消息，螞蟻鏈視頻號推出螞蟻探險，為螞蟻鏈開發者實驗室首個上鏈的小游戲案例。據悉，螞蟻探險除了在鯨探上提供數字藏品，也會成為玩家在數字宇宙中的隨身安全衛士。[2022/2/22 10:08:37]

你可以在Zcashprotocolspecification:section4.2.3,page36了解這些Key的計算方式。2.2Note

note是Zcash協議中的基本單元，類似于BTC中的UTXO；在Zcash中，所有交易的輸入和輸出都是notes。當然，Zcash也支持非匿名的交易，這樣和BTC的交易模式一樣。所以，要想更深入的了解Zcash，得先需要了解note的數據結構：

圖片來源

在Zcash的協議中，因為隱私的需求，note是不能公開的，因此，需要計算對應的commitment來代表這個note，計算方式如下：

V神回應EIP-1559推遲傳言：大部分Geth核心開發者沒有參與EthCC:7月22日消息，以太坊社區成員JimmyRagosa在推特上調侃表示，以太坊EIP-1559將推遲至2022年上線，因為大部分以太坊核心開發者正在「Raavehangover」。部分觀點將Jimmy的觀點解讀為，EIP-1559出現問題并將推遲上線。此前7月21日，以太坊客戶端OpenEthereum團隊在Ropsten測試網區塊高度10679538發現節點暫停出塊，使用不同客戶端可能導致分叉。對此，V神在社群中表示，「大部分Geth核心開發者沒有參與EthCC」，以回應社區質疑。而JimmyRagosa此后也在推文中表示，“EIP-1559重新被推遲至2022年”的推文是“垃圾帖子太糟糕了”，這是一個成熟的市場。[2021/7/22 1:09:26]

圖片來源2.3Actiontransfer

一筆交易里，可能包含多個actiontransfer，每個actiontransfer會花費老的note，生成新的note，其數據結構如下：

圖片來源

開發者向Geth客戶端發出加上EIP-1559交易費用機制的Pull Request:12月10日消息，開發者Ramil Amerzyanov向以太坊go-ethereum客戶端（Geth）發出加上EIP-1559交易費用機制的Pull Request，目前處于等待審核狀態。

此前報道，根據以太坊開發者Tim Beiko 9月份發布的以太坊EIP-1559提案的進展，Besu和Geth兩個客戶端已實施提案實現，將幫助發現Bug，之后有望添加更多客戶端實現。[2020/12/10 14:48:58]

2.4Actionstatement

公共輸入是：

隱私輸入是：

證明statement為：

動態 | TON開發者及投資者在SEC訴訟案中支持Telegram:金色財經報道，未受美國證券交易委員會（SEC）對Telegram提起的訴訟的影響，該公司區塊鏈項目的開發者和投資者已組成了社區治理非營利組織TON社區基金會。該基金會首先的行動之一就是為Telegram辯護，在周五向紐約南區地方法院提交了法庭之友陳述。該陳述聲稱“社區有大約2000名活躍參與者”，并且“ TON區塊鏈已全面運行，可以在5秒鐘內發布。”之所以沒有這樣做，是因為SEC于10月提起的針對Telegram的訴訟中止了該區塊鏈的啟動。據悉，TON社區基金會由TON Labs的公關經理Fedor Skuratov創立，該基金會的網站已于周四晚上上線。到目前為止，該基金會共有22個成員，包括TON Labs、經紀公司Da Vinci Capital、錢包應用程序Atomic Wallet和Button Wallet、TON China和TON France以及多家科技初創公司。Telegram本身并未列出。[2020/2/15]

圖片來源?花費的note的完整性，和noteplaint唯一綁定?花費的note的有效性，cmtree的存在性證明?Value承諾的完整性，和rcv,oldvalue,newvalue唯一綁定?Nullifier的完整性，防止doublespend，維護一個花費的noteset?花費的note的合法性?地址的完整性?新note的完整性?flag的合法性2.5交易結構和示例

動態 | 愛沙尼亞塔林區塊鏈游戲開發者發布手機版對戰游戲:據coincryptorama消息，愛沙尼亞塔林區塊鏈游戲開發者Ether Dale發布手機版區塊鏈對戰游戲Glitch Goons。該游戲融合了賽波朋克戰斗游戲和多區塊鏈支持的加密貨幣，并發行了基于ERC-20的令牌GameCoin (GC)。Ether Dale的執行董事Sergey Labutin表示，在區塊鏈游戲中，沒有市場傭金，玩家可以隨時出售或交換游戲角色，從而在玩游戲過程中帶來價值。[2018/12/2]

2.5.1交易結構

圖片來源整個交易結構包含四個部分：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)?Saplingtransactionsinfo(10-16)?Orchardtransactioninfo(17-25)2.5.2從transparent到shieldOrchard協議里包含兩種地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，為了執行隱私交易，需要先從TA往SA轉賬，此時對應的交易結構應為：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.tx_in_*：實際值ⅱ.tx_out_*：默認值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默認值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：實際值2.5.3從shield到shieldOrchard協議里包含兩種地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，為了執行隱私交易，需要先從TA往SA轉賬，此時對應的交易結構應為：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.All：默認值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默認值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：實際值2.5.4從shield到transparentOrchard協議里包含兩種地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，為了執行隱私交易，需要先從TA往SA轉賬，此時對應的交易結構應為：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.tx_in_*：默認值ⅱ.tx_out_*：實際值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默認值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：實際值2.6如何實現隱私？

?Unlinkable生成的note用cm表示，花費的note用nf表示，nf和cm之間無任何聯系，因此，任何人都無法通過這些信息去判斷任何一個被生成的note是在哪一筆交易里被花費的。?Privateⅰ.Senderaddress：交易信息里不包含sender地址且spendAuthSig為一次性簽名。ⅱ.Receiveraddress：交易里不包含receiver的地址且新的Noteplaint用的是recevier的公鑰加密。ⅲ.Value：用pedersencommitment形式隱藏Note，且通過bindsig來保證交易的balance屬性。Aleo

1.和Zcash的異同

Zcash只能執行基于OUTX模型的隱私交易，不具備可編程性；因此，Aleo和Zcash最主要的區別是隱私可編程性；相同點是都支持隱私屬性。2.AleoVSZcash

2.1Unit

和Zcash的note不同，Aleo里的基本操作單元是record，下面讓我們看一下兩者的主要區別：

圖片來源

圖片來源雖然具體參數名稱不相同，但是從功能角度來看，兩者之間具有對應關系：

分別對應note擁有者的地址信息，承諾相關信息,nf/sn相關信息，value相關信息。所以，兩者結構基本類似；主要的區別在于record里的birthpredicate，deathpredicate。這是兩個Boolean類型的函數，代表著，當一個record在birth(generate)和death(spend)階段，分別需要滿足的條件，這一塊是支持user-defined，因此具有可編程性。2.2交易結構

圖片來源和Zcash(2.5.1)的交易主要結構相比，仍然相似：?消費的record對應的序列號sn，在Zcash里用nf表示，都是具有全局唯一性。?新生成的record對應的承諾。?新生成record的plaint，包括擁有者信息，對應的birth/deathpredicate等。2.3Proverstatement

圖片來源需要證明：?Oldrecord的有效性?Oldrecord的合法性?Newrecord的有效性?Birth/Deathpredicate的有效性3.其他

3.1為什么都是utox-based，不是account-based?

Remark2.3參考

1.(Zcash)Zcashprotocolspecification：https://zips.z.cash/protocol/protocol.pdf2.(Aleo)Zexeprotocolspecification：https://eprint.iacr.org/2018/962.pdf3.協議升級：https://z.cash/upgrade/4.zerocash：https://eprint.iacr.org/2014/349.pdf關于我們

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