以太坊:以太坊的可擴展隱私層

作者：knarb

區塊鏈默認是透明的，因此，它缺乏隱私屬性。

當區塊鏈上發生交易時，它所涉及的地址的錢包余額、代幣、NFT和與其他地址的交互、合約以及它們曾經交易的具體金額都是公開的，任何人都可以看到，盡管公共地址是偽匿名的，但它們可以以某種程度的概率確定性鏈接到其所有者的身份。如果區塊鏈的采用率要保持其目前的軌跡繼續快速發展的話，我們很難想象這種完全透明的水平會大規模的持續下去。

但是與此同時，完全的隱私屬性本身又會受到監管和合規問題的限制，這就是為什么隱私層將在基礎設施隱私的領域中發揮重要作用的原因，而Aztec就是一個朝此方向不斷發展的協議。

AztecNetwork

下面的圖片顯示了以太坊上智能合約交互的情境。智能合約執行的每一筆交易以及這些交易的確切價值都可以在區塊瀏覽器上看到。

Aztec網絡為此引入了一個隱私層。Aztec網絡是由ZacWilliamson、JoeAndrews和ThomasPocock創立的，它是以太坊上的一個ZK-rollup，Aztec采用了隱私保護架構，通過零知識證明的隱私交易，進而為用戶和去中心化的應用程序提供隱私保護。

隱私架構

Aztec通過一個名為PLONK的零知識證明系統來實現對隱私的訪問。

PLONK是指拉格朗日基數的排列組合，用于普遍的非交互式知識論證。

PLONK

PLONK本質上是根據這些多項式之間的最低關聯度來排列一組多項式，它使用了一種更普遍和可更新的可信設置，與以前的可信設置迭代相比，它可以同時用于一個以上的加密程序，并允許更多的參與者加入進來。

數據：質押以太坊存入凈數量達97586ETH，價值1.89億美元:5月6日消息，以太坊上海升級之后，就仍在等待提取質押資金的實體而言，Coinbase是迄今為止規模最大的，有超過5.5萬枚ETH準備退出。此外，質押以太坊的凈數量為正，這表明存入以太坊的地址比提取以太坊的地址多。截至今天，這一數字為97586ETH，按當天價格計算為1.89億美元。這表明人們仍然非常看好投資以太坊，并因此獲得額外的ETH計價收益。一些分析師指出，這對該資產也有好處，因為所有這些以太坊被鎖定用于質押需求，這意味著在公開市場上出售的以太坊更少。[2023/5/6 14:47:23]

這里有一份Vitalik關于PLONK的更深入的指南?，這份指南講解了它的好處和它如何工作的技術問題可以在這里閱讀。

由于使用PLONK對這些交易的價值進行了加密，因此Aztec中的交易是具有隱私屬性的。該加密值被命名為“Aztecnote”，或者為了簡單起見，我們在接下來的文章中將其稱為“note”。note由一組橢圓曲線承諾和三個變量組成；信息、查看密鑰和支出密鑰。

橢圓曲線承諾本質上是一種加密算法，它允許驗證者承諾一個特定的值，而在承諾后不能透露或改變該值。

信息指的是Aztec的note，即由Aztec加密的交易值。

一個查看密鑰能夠解密一個note。擁有查看密鑰的人能夠查看和閱讀note的解密值，并有能力創建一個joint-split零知識證明，這是驗證joint-split交易的零知識證明。

誰擁有支出密鑰，誰就能簽署joint-split的零知識證明。

joint-split交易本質上是銷毀note，然后創建不同價值的note，這些note的價值加起來相當于原始note的價值，而joint-split零知識證明可以驗證有沒有發生過雙花，而不透露這些單個note的價值。

理解joint-split交易的一個簡單方法是將其視為一個公式：

以太坊官方網站發布第三季度產品路線圖:以太坊官方網站ethereum.org開發團隊發布第三季度產品路線圖，將在第三季度末為L2主網上的ETH2項目啟動公共產品新融資機制CLR.fund。CLR.fund是一種無需許可且信任最小化的二次融資協議，使用最小反共謀基礎設施 ( MACI ) 來防止各種形式的賄賂和使用 zk-SNARK 的串通，可以使用BrightID或類似的身份系統防止 Sybil 攻擊。CLR.fund運行一系列連續的二次融資（Quadratic Financing）輪次，任何人都可以將公共產品項目添加為資助“接收者”，向匹配基金、向個人接收者提供資金。[2021/7/24 1:13:08]

(A+B)=(C+D)

joint-split交易

如果noteA是50，noteB是50，那么就是100。在joint-split交易中，noteA和B被銷毀，新的noteC和D被創建。只要創建的新note的排列組合加起來等于原來的（A+B)，也就是100，就沒有限制。

所有曾經被創建和銷毀的note都保存在兩個獨立的Merkle樹中：一個note樹和一個無效樹。

Merkle樹是一種可以幫助證明數據集完整性的數據結構，同時它通過單向散列函數大大減少了所需的內存要求，該函數將各層數據合并到一個單一的Merkle根，從而能夠驗證相關Merkle樹中包含的所有數據。

note樹包含所有曾經創建的note，而無效樹包含所有曾經被銷毀的note。

“銷毀”本身就是一個說法過重的詞，因為“銷毀”一個note只是意味著將一個相應的無效note添加到無效樹中。而驗證你對一個note的所有權意味著檢查這個特定的note是否存在于note樹中，并且在無效樹中沒有相應的無效值。

當前以太坊未確認交易135885筆:金色財經報道，據btc.com數據顯示，當前以太坊未確認交易135885筆。當前全網難度2,262.37T，平均出塊時間為13.3S，每秒交易數約為10.43。截至目前以太坊全球均價為221.65美元，24h漲幅為7.20%。[2020/5/29]

Merkle樹

當一組note進行joint-split交易時，那些舊的note的無效值被添加到無效樹中，而新創建的note被記錄在note樹中，無效樹被交叉檢查以確保這些新note沒有相應的空值。

讓我們用一個適用的例子來回顧一下。想象一下，南希目前有兩張50美元的note，想給保羅寄20美元。南希將創建一張加起來為20美元的note送給保羅，并創建一個加起來為80美元的note留給自己。然后，南希將創建一個零知識證明，以驗證總和為20美元的一組note的所有權屬于保羅，而總和為80美元的另一組紙幣的所有權屬于她。隨后，智能合約將驗證這個零知識證明，一旦進行驗證，將“銷毀”或將南希的兩套50美元的舊note的無效值添加到注冊表的無效樹中，并創建或添加所有新的note集到note樹中。

可擴展性

Aztec的證明系統已經升級，現在被稱為UltraPlonk，它是用Plookupgate進行提升后的PLONK。通過這次升級，Aztec的擴展基礎設施是這樣工作的：

一個證明是在瀏覽器的客戶端生成的

28個客戶端的證明被匯總成一個內部rollup證明

32個內部rollup證明然后匯總成一個外部rollup證明

然后，外部rollup被驗證為根rollup回路，這是另一個更大的回路，其目的是建立確保執行的基礎機制的有效性

數據：BitMEX以太坊期貨未平倉頭寸已落后于OKEx等5家交易所:Skew數據顯示，截至3月17日，BitMEX上的以太坊期貨未平倉頭寸已落后于OKEx、FTX、火幣、bybit及Deribit，OKEx已1.078億美元穩居第一位，FTX、火幣、Bybit和Deribit則分別為：6250萬美元、5590萬美元、3130萬美元、3080萬美元。然而BitMEX的以太坊期貨未平倉合約維持在2640萬美元。另外，BitMEX仍是比特幣期貨交易的主要平臺。截至發稿，BitMEX上比特幣期貨未平倉頭寸達5.4億美元，幾乎相當于Deribit、火幣和FTX的總和。（CryptoSlate）[2020/3/17]

然后，根rollup回路被發布到以太坊的主網上

外部rollup證明

上面的插圖是一個升級后的外部rollup證明，它由32個內部rollup處理的28個客戶端證明所組成。在最新的升級之前，一個外部rollup只由4個內部rollup組成。

在升級前，它是28個客戶證明乘以4個內部rollup，這相當于112個TPR。升級后，現在是28個客戶證明乘以32個內部rollup，結果是896個TPR。

在升級后不僅是TPR增加了8倍，在以太坊主網上發布證明的成本也下降到550000gas，與升級前相比，這相當于減少了30%

有了這些改進，下面是每個用戶在升級前后為每筆交易支付的rollup成本。

來源：Aztec

然而，在他們最近的社區AMA中，該團隊澄清說，協議的吞吐量在實踐中目前徘徊在200TPR左右。盡管仍然比以前的系統升級了2倍，但離所謂的896TPR還很遠。其原因是由于以太坊主網無法處理Aztec的根rullup回路的全部容量。該團隊確實澄清說，這將在它們的證明系統的下一次升級中得到解決，據稱這也將把在以太坊主網上發布證明的成本降低約67%，達到180000的gas費用。

動態 | 目前距離以太坊硬分叉還有約兩小時:以太坊硬分叉實時播報：據amberdata數據，目前距離以太坊君士坦丁堡和圣彼得堡雙分叉還有約1小時57分鐘，當前區塊高度為7,279,654，距離硬分叉高度還有346個區塊。據etherscan數據，目前網絡哈希率為154845.08GH/s，與此前相比有所上升。[2019/3/1]

Aztec：Connect

當用戶從主網通過橋來到第二層網絡時，他們只能與已經部署在他們所處執行環境上的協議進行交互。

即：通過橋到Arbitrum，用戶只能與已經部署在Arbitrum上的協議進行交互。提供橋到Optimism，用戶只能與部署在Optimism上的協議進行交互，以此類推，其他第二層網絡也是如此。

這就產生了兩個問題：可組合性和斷裂流動性：

可組合性——如果一個rollup用戶計劃執行多個協議的交易，而這些協議中只有一個沒有部署在該rollup上，那么它就不能這樣做。例如，如果一個Arbitrum用戶想在1inch上進行交易，在AAVE上貸款，在Yearn上來挖礦，但是AAVE并沒有部署在Arbitrum上，那么這個用戶就不能像在以太坊主網上那樣做他們原來想做的事情。

斷裂流動性——假設rollup的采用繼續增加，那么從以太坊主網分散到這些rollup的流動性也會增加，隨著更多的rollup推出自己的激勵結構，已經分散的流動性會在各個rollup中變得更加分散

最后，交易仍然是完全透明的。

AztecConnect打算解決這些問題，它是一個將Aztec的rollup與以太坊上的DeFi協議連接起來的可組合隱私橋，它能使Aztec內部的用戶能夠直接與以太坊主網上的協議進行交互，并具有更高的隱私水平，而不需要這些協議部署在新環境上。

Aztec:Connect是如何工作的？

Aztec內部的所有交易都是具有隱私屬性的，Aztec以外的各方無法查看內部活動。當Aztec用戶想用協議進行交易時，他們的交易將通過AztecConnect，并與其他Aztec用戶的交易進行合并，使用批處理機制有助于每個交易的匿名性設置和更便宜的費用。一旦達到批處理內的閾值，AztecConnect就會將所有單個交易作為一個大的批處理交易在以太坊主網上針對該協議進行執行。

使用AztecConnect的批處理交易。來源：Etherscan

這解決了可組合性問題，因為Aztec用戶將可以像在以太坊主網上一樣訪問所有協議，從交換、借貸、借貸、DeFi挖礦到治理投票。由于協議不必部署在另一個執行環境上，斷裂流動性就變得不那么重要了。至于隱私問題，AztecConnect作為一個代理，用戶可以在完全匿名的情況下與第一層協議進行交互。

在主網和其他rollup中，區塊資源管理器上的交易看起來是這樣的：。

Arbitrum上的交易。來源：Arbiscan

使用AztecConnect，區塊資源管理器上的交易看起來是這樣的：。

使用AztecConnect在主網上進行的交易。來源：Etherscan

想象一下，Aztec就像是一個四周有城墻的城市。外部觀察者能看到的只是用戶通過橋進出Aztec。在城墻內，用戶可以通過完全隱私的交易來交換資產。網絡或其參與者都不能看到交易的發送者和接受者，也不能看到他們的金額。此外，一旦進入該系統，用戶可以批處理交易并傳送回主網——他們可以進行交換，獲得收益，借出資金，在DAO中投票，或購買NFT。來源：Aztec文檔

zk.money

zk.money是一個建立在Aztec之上的應用程序，它既是一個屏蔽協議，也是一個將用戶從以太坊主網接入Aztec的門戶。

想要在Aztec內部與DeFi協議或與AztecConnect交互的用戶需要通過zk.money進行注冊和充值。用戶在注冊時需要制作一個獨特的“化名”作為你公鑰之上的內部用戶名，從而使其在用戶想要相互發送資產時更容易輸入和讀取。請注意，這個化名只在Aztec內部使用，它不是ENS。用戶在注冊化名后需要存入至少0.01個ETH+gas費用。

充值到zk.money的ETH將被轉換成為zkETH。

雖然初始注冊充值目前只支持ETH，但Aztec和zk.money同時支持ETH和DAI。當后者被存入Aztec時會變成zkDAI。

該協議曾經支持renBTC，盡管在他們最近的社區AMA中，團隊指出由于與ETH或DAI相比，使用renBTC的需求較低，所以他們不再支持這些代幣。因此，他們決定不再支持renBTC，以減少任何可能限制和危害其交易隱私的變量集。

只要用戶在Aztec的rollup范圍內使用在zk.money注冊的地址進行交易，那么他們將使用zkETH和zkDAI進行交易。

當zkETH或zkDAI被發送到未在zk.money注冊的地址時，未注冊的接收方將收到以太坊主網上的普通ETH或普通DAI。

zk.money是如何工作的

在上面的例子中，0x123發送zkETH給0x456，后者將收到zkETH，因為他們已經在zk.money上進行了注冊。

然而，如果0x123發送zkETH給0xABC，后者將收到以太坊主網的普通ETH，因為他們沒有在zk.money上進行注冊。

盡管0x123如何向0xABC發送ETH，但在區塊瀏覽器上沒有證據表明這兩個地址之間發生了任何直接的交互，除了兩者在某個時間點與AztecConnect智能合約進行了交互。

大家可以閱讀這份關于如何設置zk.money的深入指南?。

目前，DeFi協議ElementFinance和Lido可與Aztec：Connect一起使用，前者使用zkDAI，后者通過Curve使用zkETH。Aztec對AAVE、Compound和Liquity等協議的支持將很快到來，在他們最近的社區AMA中，Aztec團隊確認支持AztecConnect的去中心化交易所是他們目前的首要任務之一。

結束語

在當前，區塊鏈的隱私屬性私被沒有引起大家的重視。大多數人不會在意，直到為時已晚，或者直到他們自己親身經歷了缺乏隱私的影響。

可擴展性并不重要，直到它突然變得重要。去中心化并不重要，直到它突然變得重要。隱私并不重要，直到它突然變得重要。

隨著UltraPlonk的可擴展性的使用，以太坊作為去中心化的解決層，一個可組合的隱私橋，隨著越來越多的協議被集成，以及架構上對基礎設施隱私的強調，使得斷裂流動性不再是一個問題，Aztec正在很好的成為以太坊的可擴展的、可選擇的隱私層。

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