Aztec:隐密交易的到来：深入AZTEC协议_GALA

编者按：本文来自以太坊爱好者，作者:zac，翻译&校对:IANLIU&Elisa，来源：

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，Odaily星球日报经授权转载。

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保证交易的私密性是许多金融服务的基本要求，但由于以太坊无法提供这种隐私保护，所以没能出现令人信服的传统金融工具替代品。现在有几个区块链项目，试图利用加密技术来提供隐私服务，但是这些项目能提供的隐私保护对区块链“原生”加密货币的作用十分有限。换句话说，构建在公共区块链协议上的数字资产，仍旧无法得到这类交易私密性保证。比如说，我不能在以太坊上编写出债权不公开的公司债券智能合约。

至少到现在为止还做不到。

一个特殊的例子，私密DAI

喏，让我们接着往下看：

DAI是由MakerDAO创造的锚定美元的稳定币，上面这种纠缠在一起的字符，就是DAI的样子。不过它看起来有一点奇怪对吧？通常DAI会包含一组以太坊地址，及表示该地址持有DAI数量的数字；明显上面的不是常规的DAI。

如你所见，当我发送这笔交易时，我的以太坊地址变成了这笔DAI的持有者；但值得注意的是，没有人能够具体知道我拥有多少DAI。和其他DAI持有者不同，我的DAI余额是经过加密的，并以AZTEC票据的零知识证明形式展现。我可以随意地将这些DAI发送到不同地址，同时没有人能看到我究竟发出去多少。比如，我在这笔交易中发了一些DAI给我的同事，如果想搞清楚我发了多少，祝你好运！

这一切都还非常新颖，我非常期待能将这个结果展现给你，以及广大以太坊社群。我们已经开发了将近一年时间，不过还未进行正式的发布，因为我想向大家解释清楚那些特殊的、纠缠在一起的十六进制字符。

三星旗下Samsung Pay已支持查看Bithumb交易所加密货币持有量:6月9日消息，据官方公告，韩国加密交易所Bithumb宣布，三星公司旗下移动支付功能Samsung Pay现已支持查看Bithumb平台上的加密货币持有量，但不支持存取款及交易服务。[2022/6/9 4:13:42]

这不是一项天马行空的技术，不需要等到遥远的未来才能实现，也不需要修改以太坊协议；这是一项以已经在以太坊主网演示的技术，同时AZTEC零知识票据也能够加密真正的DAI。

关于AZTEC私密交易的细节

现在出现两个问题：究竟什么是AZTEC协议？它是怎么运作的？关于AZTEC是如何运作的，我只能说，你得先了解椭圆曲线加密的核心部分

好，解决了椭圆曲线加密是什么的问题，现在我先解释AZTEC协议是什么；交易发送给协议后，会发生什么。开始之前，我们先来了解一下“私密化交易”到底什么意思。

私密化交易指的是发生在两个及以上对象之间的价值转移，其中转移的价值不能被观察者得知。

私密化交易可以有很多种形式，从环签名到ZK-SNARK等等。与ZCash类似，AZTEC协议使用加密“票据”及合并-拆分票据的概念。

加密数字资产及AZTEC票据

AZTEC协议不会像传统的余额形式那样直接显示出“价值”，不会直接将持有者身份和它们的持有数量映射在一起，而是用“票据”的方式来体现。

票据包含以下公开信息：

AZTEC承诺：一种加过密的表述，代表该票据拥有多少“价值”。

一组持有该票据的以太坊地址。

及以下非公开信息：

三星钱包将允许在Galaxy S22 Ultra手机上进行加密存储:2月10日消息，韩国电子巨头三星发布其最新旗舰智能手机，该手机支持加密货币相关功能。三星在其“Unpacked 2022”虚拟活动中公布三星钱包，该活动还展示其Galaxy S22 Ultra智能手机。

该钱包据称能够“访问和探索复杂的数字产品”，例如加密货币。它还可以安全地存储个人身份证明，例如学生证、驾照和身份证，以及数字房屋或汽车钥匙、信用卡和借记卡、登机牌和疫苗接种记录。这款安全支付钱包将与该公司的支付平台Samsung Pay配合使用。其安全性由三星的Knox Vault平台提供，该平台对敏感信息和区块链密钥进行加密，并将其与手机的主要操作系统隔离开来。（Beincrypto）[2022/2/10 9:43:03]

票据的价值。

票据的查看密钥；知道查看密钥的人能够解密票据。

单个用户能够拥有多个票据，经过AZTEC协议确认的数字资产会构成一份票据列表，让智能合约可以恢复这些已经存在而尚未花费的票据的公共信息。

AZTEC票据如何花费？

AZTEC票据的持有者能以一种合并-拆分私密交易的形式花掉他们的票据。在该交易过程中，持有者会先销毁一些未花费的AZTEC票据，同时创建一组新的票据。新旧票据总额必须一致，同时需要附上公开承诺。

假设Alice有两份AZTEC票据，其价值总和为100个代币。现在Alice想要发给Bob20个代币，她得先创建一个或多个总额为20代币的票据，这些票据的持有人是Bob；接着她得为自己创建一个或多个总和为80代币的票据，持有人是Alice自己。

然后，Alice继续创建AZTEC零知识证明，以零知识方法证明上述的操作。紧接着，AZTEC代币智能合约会验证零知识证明的合法性，并在票据表里销毁Alice输入的旧票据，然后生成新的票据输出。

动态 | 三星公司李在镕上周与三星高管讨论了在区块链技术等方面与平台公司的潜在合作:据新浪财经援引彭博报道，三星电子公司副主席李在镕表示该公司将继续投资未来的业务，包括第六代移动网络和系统芯片。三星在周日的声明中表示，该公司事实上的领导人李在镕上周与三星高管讨论了在6G移动网络、区块链技术和人工智能方面与平台公司的潜在合作。[2019/6/16]

当Alice创建属于Bob的票据时，她同时会构造票据的“查看密钥”，让Bob能够通过非交互式密钥分享协议验证票据的价值。本步骤中，Bob需要依赖于Alice的操作是可信的，而且没有向其他观察者提供能够破译的查看密钥。这是默认的要求——毕竟如果Alice想要交易公开，她可以广播给全世界知道发送给Bob的具体金额。

票据的“所有权”该如何定义？

每个私密交易都要求附上数字签名——每张输入的票据都需要持有者的数字签名。签名信息是其零知识证明的哈希值，一旦在票据上签名，即可视作票据持有者同意这笔交易的输出，允许交易进行。

我们如何将价值导入AZTEC票据体系？

能够秘密地传递价值固然很好，但还缺乏能够让整个价值在AZTEC加密系统里流转的方法。这听起来有点学术，它是通过私密交易中的“公共承诺”来完成。假设AZTEC代币和某个公开的ERC20代币挂钩，完成AZTEC零知识证明需要一个公共承诺值v!=0，为了使等式成立，意味着两个条件要满足：

如果v为负，则输出票据价值比输入票据价值多-v。

如果v为正，则输入票据价值比输出票据价值多v

如果Alice发出了一笔v为负的私密交易，则AZTEC代币智能合约会从Alice那儿转走-v的ERC20代币到自己的合约中。实际上，在私密票据表中，AZTEC代币智能合约扮演的角色更像是ERC20代币的保管人。如果这笔转移被拒绝，交易也就流产了。

动态 | ADA将被添加到三星Galaxy S10系列中:有传言称ADA将被添加到三星Galaxy S10系列中，并内置加密存储，但到目前为止还没有得到该公司或其任何代表的正式确认。（小葱）[2019/2/22]

如果Alice发出了一笔v为正的私密交易，代表发生了一笔将AZTEC票据兑换为ERC20代币的操作。AZTEC代币智能合约会向Alice转移价值为v的ERC20代币。

这里做个小提醒——转移的代币数实际上是v乘上一个比例因子，因为AZTEC代币支持的整数范围小于ERC20支持的范围。目前我们部署在主网的PoC协议支持整数0~100万，而AZTEC协议完整版能支持约32位整数。相比之下，ERC20能支持的体量达到256位。

比例因子根据AZTEC挂钩的ERC20代币而定。我们在PoC部署中使用DAI代币，AZTEC票据中的1相当于0.1DAI。

这么做的成本为何？

AZTEC协议使用一套特定的承诺机制，能实现高效且大范围的证明。结果表明，通过智能合约进行验证的计算量远小于预期。关于私密交易主要的gas支出在于验证AZTEC零知识证明时，需要进行椭圆曲线计算。共需要花费3i+4j椭圆曲线标准运算进行证明验证，i是输入的票据数，j是输出的票据数。

每个confidentialTransfer交易还需要进行单一椭圆曲线双线性对校验。

这里我讲的如此玄乎，是因为要强调这些运算成本将会在为geth和parity进行协议升级后，大幅降低。目前发布一笔包含4个票据的私密交易，大约需要消耗900,000gas；等到EIP-1108实施后，费用能降至200000-300000gas。

动态 | 三星证实Galaxy S10内置加密私钥安全存储功能:据coindesk报道，三星Galaxy S10智能手机今日正式亮相，并将包括一项专为加密私钥设计的专用安全存储功能。三星在新闻稿中证实，Galaxy S10集成了防御级别的“Samsung Knox”，以及由硬件支持的安全存储设备，其中包含用于区块链移动服务的私钥。三星目前还没有立即提供进一步的细节。[2019/2/21]

从私密交易中能收集哪些信息？

过去十一个月里，我痴迷于AZTEC协议，在完全发挥出协议的优势及找到局限之前我不会感到满足。我相信这些超前的工作是非常重要的。在这种形式中，任何将公开转账转为私密交易的操作，都会在加密系统的入口和出口留下一些信息。

如果你将代币加入票据系统，观察者就会知道，输出的票据价值至少是你转换的公共代币价值。

同样的，当赎回价值为v的公开代币后，观察者能知道剩余的AZTEC票据价值至少会减去价值v。

通过将AZTEC代币和公开代币转换作结合，以上问题能得到改善。举例来说，假设Bob持有一张价值100代币的票据，并想转换成公共代币。这时候，Bob应该添加一些附加的输入票据和输出票据，即便这些额外的票据价值为0也无所谓。这么做能防止观察者得知Bob秘密地转换了多少资产，即使Bob已经转换所有资产，也会留下一堆价值为0的“烟雾弹”票据。

AZTEC票据的持有者由以太坊地址所定义。表面上来看，票据持有者并非匿名的；AZTEC协议中包含一种类似门罗币的隐性地址，这也是个以太坊地址，但只会被使用一次，无法和其他任何地址产生关联性。(e.g.如果你有AZTEC钱包，我可以向你持有的以太坊地址“转账”票据；除了你和我，没有人知道这件事情的发生)。

AZTEC协议支持隐性地址，也支持一般以太坊地址。

拥有双重公\u002F私钥的用户越多，能提供的隐私保障就越大。举例来说，当我们在主网上进行测试部署，我将50DAI转换成AZTEC票据并发送一部分给我同事；这时候很明显的所有输出票据总和就是值50DAI，票据没有得到很好的加密保护。现在假设某个人创建了值1000DAI的私密票据，然后我们进行了几次票据的合并及拆分——这样一来，想要搞清楚这些票据究竟值多少DAI成为一件不可能的事，只知道价值总和为1050DAI。

为了将信息泄露风险降至最低——如果我将10DAI转成单一的AZTEC票据，这对隐私保护毫无帮助——创建没有价值的“烟雾弹”票据能很大的提升隐私性——如果你将10DAI转换成票据以供使用，那么你最好同时创建几个不具备价值的票据，来掩饰你实际转换的价值。

如果协议使用者“偷懒”，仍会泄露一定的信息。举例来说，你将10DAI转换成5个票据，其中4个为价值0的烟雾弹票据。假如你忘了这几个烟雾弹票据的存在，并在之后的交易中再也不碰它们，对于观察者来说，这几个票据很明显不具备任何价值。因此后续尽可能以合并-拆分交易形式使用这些烟雾弹票据，能够一定程度减少外部观察者获得交易信息的可能。

AZTEC协议的可信设置

AZTEC协议高效的原因在于，我们在单个承诺方法中结合了Boneh-Boyen群签名和Pedersen承诺，以一种高效的方式嵌入承诺。在使用AZTEC协议前，要求椭圆曲线数据库先创建好；这个数据库被用来构造无需再次验证的证明。

其实有点像ZCash，这种可信设置会生成“多余的”私钥，如果私钥被泄露，就有可能被用来构造双花攻击使得协议失效。

我们该如何解决这个问题呢？我们不指望用户会无条件信任我们，所以我们开发了一款可扩展的多方计算协议，使得任何人都能参与可信设置过程。如果你参与进来，你就可以生成“多余的”私钥的一部分。也就是说，可信设置私钥，只能通过拼凑所有参与者的“多余”私钥部分来获得。所以，除非离散对数问题被攻破，只要有一位参与者是诚实的，这个方法就绝对安全

我们会在接下来几个月发布可信设置过程的正式版，并开始招募参与者。这与ZCash的“powersoftau”协议有些类似，不过AZTEC协议不使用ZK-SNARK，因此结果差异很大。我们希望可信设置协议易于参与，同时也希望与广大以太坊社群互动，以创建出值得社区信任的可信设置数据库。

我们的PoC智能合约使用内置的可信设置，因为实现多方计算可信设置还需要数个月的时间部署。在我们完成上述工作之前，使用AZTEC协议的用户得承担一定风险；虽然我们已经清除多余的私钥，但没有办法提供证明我们的确这么做了。

最后一点，可信设置数据库的大小会随着协议证明范围线性增长，目前PoC的数据库只支持0~1048575的整数范围，因为我希望从github上下载我们的PoC不会成为一件头疼事；完整版会支持更大范围的整数。

为什么AZTEC协议如此重要？

我当然会说这很重要，我是你所能知道对这个问题最有主观偏见的人！以下是为什么我认为AZTEC协议是规则的开创者：AZTEC协议可以创建通用的私密数字资产。目前我们选择从DAI开始，但以后只需单击某个按钮，AZTEC协议就可以应用于任何ERC20代币；它还可以构建无需任何ERC20代币作为等价物的私密资产，不需要额外的加密体系，也无需额外的可信设置过程。这也是史无前例的，AZTEC协议能够在不牺牲隐私的情况下，享有公共区块链的不可逆和去中心化优势。

AZTEC零知识证明在扩展性方面也非常高效，完全在硬件钱包的承载能力范围内。能够直接从硬件钱包发布私密交易，并且从不暴露敏感私钥，这真的令人非常兴奋！

AZTEC协议的未来？

与我们的智能合约验证和技术白皮书内容最立即相关的，是发布AZTEC证明构造API。同时我们还有几个关于AZTEC协议的扩展工作要做，完整的未来愿景会在2019年上半年发布。其中包含几个重要的目标：

私密的去中心化交易所——使用者能够在完全保密的情况下交易不同的AZTEC资产，任何交易数量和价格都无法从交易过程中获取。去中心化交易所使用了中继者模式和预想的AZTECDeX零知识证明实现上述功能。

私密的加权投票——在很大范围的金融应用中，保障投票者隐私的机制至关重要，而AZTEC协议的有效范围证明使其成为可能。

匿名身份共享方案——在许多进行承诺和KYC的场景下，无需透露身份便能证明你属于某个团体，有很重要的应用价值；AZTEC代币标准能够支持这样的身份系统。

结合以上扩展功能，AZTEC协议能提供开发者需要的工具来创建下一代去中心化金融服务，重新构建具有绝对隐私且私密化治理的数字资产。

为了实现这个愿景，我们将开源我们的技术——如果你想要在以太坊上创建具备私密性的资产，AZTEC协议提供智能合约、资源、工具，使得一切再简单不过了。

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