CAS:开发者必读：从Zcash和Aleo的技术出发，理解隐私交易的设计原理_ASH

引言

从论文的角度看，Aleo的可编程隐私设计所采用的的隐私设计和早期的Zcash的白皮书更为相近，类似的Key结构，类似的Note结构，类似的称呼。本文是基于Zcash最新的论文和Aleo的ZEXE做的比较，虽然在具体的细节上有所不同，比如Key结构，具体使用的密码学方法；但是在high-level的设计上大体相同。除了前面所讲述的技术细节外，仍然存在一些其他的技术细节暂未涉及，比如delegateprover方案，零知识证明算法，递归/聚合方案等，有兴趣的同学可继续研究。Zcash

1.关于Zcash？

一个简短的视频了解Zcash，大概需要2分钟。https://zcash.readthedocs.io/en/latest/rtd_pages/basics.html特点：?匿名版的BTC，类UTXO模型?只能做支付场景，不具备可编程性2.主要概念

注意：Zcash经过多次协议升级，我们只关注最新版本。主要介绍Zcash里的各个核心概念。2.1Keycomponents

图片来源

YFI核心开发者banteg推出1:100万拆分YFI代币的新项目Woofy:据官方消息，yearn.finance（YFI）核心开发者banteg发布拆分YFI代币的新项目Woofy，允许将YFI和WOOFY双向转换，YFI持有者将能兑换为WOOFY，1枚YFI可兑换（Woof）为100万枚WOOFY，也可将WOOFY兑换回（Unwoof）YFI。[2021/5/12 21:51:35]

你可以在Zcashprotocolspecification:section4.2.3,page36了解这些Key的计算方式。2.2Note

note是Zcash协议中的基本单元，类似于BTC中的UTXO；在Zcash中，所有交易的输入和输出都是notes。当然，Zcash也支持非匿名的交易，这样和BTC的交易模式一样。所以，要想更深入的了解Zcash，得先需要了解note的数据结构：

图片来源

在Zcash的协议中，因为隐私的需求，note是不能公开的，因此，需要计算对应的commitment来代表这个note，计算方式如下：

Sushiswap团队开发者：Sushi在Q1实现400亿美元的交易量:5月11日，Sushiswap团队开发者0xJiro转发回复网友表示，Sushi在第一季度实现了400亿美元的交易量，其中xSUSHI持有者获得了2000万美元的费用。相比之下，AAPL在第一季度向股东支付了30亿美元的股息，每个APPL持有者0.22美元，每个xSushi持有人0.36美元。[2021/5/11 21:47:15]

图片来源2.3Actiontransfer

一笔交易里，可能包含多个actiontransfer，每个actiontransfer会花费老的note，生成新的note，其数据结构如下：

图片来源

2.4Actionstatement

公共输入是：

Parity开发者Wei Tang：ETC开发者Cody Burns是导致MultiGeth等客户端脱离ETC的一部分原因:8月13日，Parity开发者Wei Tang发推称，在过去的一年中，ETC社区确实充满了性，以及一直在玩责备游戏、且社区管理不善。不确定Cody Burns（ETC开发者）是否意识到，如果ETC失败，他是一部分原因，同时他也是MultiGeth和OpenEthereum两大客户端被迫离开生态系统一部分原因。与此同时，Wei Tang还表示，虽然觉得ETC Labs也有很多问题，但至少此次他们决策是有依据的。而不像Cody Burns。Cody Burns推特听起来总是很吓人，即“如果不按照我的方式去做，让财政政策运作起来，那么我就会离开。”财政政策到底是好是坏还有待决定，但如果在讨论之前就是这种态度，那对话可能就结束了。[2020/8/13]

隐私输入是：

证明statement为：

比特币早期开发者对澳本聪是否是中本聪表示怀疑:6月20日消息，最近公布的证词表明，比特币早期开发者Gavin Andresen现在对澳本聪是否是比特币的创造者中本聪产生了怀疑。这些证词与澳本聪指控其商业David Kleiman财产的案件有关。证词显示，在被问及他是否仍然相信澳本聪是中本聪时，Andresen称最初他确实相信澳本聪是比特币的创造者，但后来觉得，他称自己被搞糊涂了。Andresen后来在证词中说，他现在认为，在他2010年和2011年与中本聪发过电子邮件之后，他再也没有与比特币的前创始人联系过。（Cointelegraph）[2020/6/21]

图片来源?花费的note的完整性，和noteplaint唯一绑定?花费的note的有效性，cmtree的存在性证明?Value承诺的完整性，和rcv,oldvalue,newvalue唯一绑定?Nullifier的完整性，防止doublespend，维护一个花费的noteset?花费的note的合法性?地址的完整性?新note的完整性?flag的合法性2.5交易结构和示例

2.5.1交易结构

图片来源整个交易结构包含四个部分：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)?Saplingtransactionsinfo(10-16)?Orchardtransactioninfo(17-25)2.5.2从transparent到shieldOrchard协议里包含两种地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，为了执行隐私交易，需要先从TA往SA转账，此时对应的交易结构应为：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.tx_in_*：实际值ⅱ.tx_out_*：默认值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默认值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：实际值2.5.3从shield到shieldOrchard协议里包含两种地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，为了执行隐私交易，需要先从TA往SA转账，此时对应的交易结构应为：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.All：默认值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默认值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：实际值2.5.4从shield到transparentOrchard协议里包含两种地址，transparentaddress(TA)和shieldaddress(SA)。一般，为了执行隐私交易，需要先从TA往SA转账，此时对应的交易结构应为：?Publicinfo(1-5)?Transparenttransactionsinfo(6-9)ⅰ.tx_in_*：默认值ⅱ.tx_out_*：实际值?Saplingtransactionsinfo(10-16)ⅰ.All：默认值?Orchardtransactioninfo(17-25)ⅰ.All：实际值2.6如何实现隐私？

比特币现金开发者：BCH网络将“提升到VISA级别”来处理交易:在2018年6月10日的CoinGeek会议上，Sechet解释说，在2017年8月，当池中待处理的交易数量大幅上升时，减少区块间隔时间的想法首次被提出。Sechet指出，有时需要一天的时间来处理要处理的交易，而且成本还在不断上升。Sechet最初认为将BCH的区块链块间隔缩短到3秒是一个好主意，但很快就意识到新的区块块不能那么快地生成。一种技术上更可行的解决方案是两分钟的块间隔，允许矿工验证交易并将它们上传到分类账上。通过这种方法，Sechet表示，在比特币现金协议上处理的交易将达到“像VISA一样一秒内的交易”。Sechet补充说，BCH开发团队正在努力将区块链块大小增加到32 MB，并指出了“比特币无限”(Bitcoin Unlimited)的努力。一些人认为，区块大小的增加是对现有标准的改进。[2018/6/15]

?Unlinkable生成的note用cm表示，花费的note用nf表示，nf和cm之间无任何联系，因此，任何人都无法通过这些信息去判断任何一个被生成的note是在哪一笔交易里被花费的。?Privateⅰ.Senderaddress：交易信息里不包含sender地址且spendAuthSig为一次性签名。ⅱ.Receiveraddress：交易里不包含receiver的地址且新的Noteplaint用的是recevier的公钥加密。ⅲ.Value：用pedersencommitment形式隐藏Note，且通过bindsig来保证交易的balance属性。Aleo

1.和Zcash的异同

Zcash只能执行基于OUTX模型的隐私交易，不具备可编程性；因此，Aleo和Zcash最主要的区别是隐私可编程性；相同点是都支持隐私属性。2.AleoVSZcash

2.1Unit

和Zcash的note不同，Aleo里的基本操作单元是record，下面让我们看一下两者的主要区别：

图片来源

图片来源虽然具体参数名称不相同，但是从功能角度来看，两者之间具有对应关系：

分别对应note拥有者的地址信息，承诺相关信息,nf/sn相关信息，value相关信息。所以，两者结构基本类似；主要的区别在于record里的birthpredicate，deathpredicate。这是两个Boolean类型的函数，代表着，当一个record在birth(generate)和death(spend)阶段，分别需要满足的条件，这一块是支持user-defined，因此具有可编程性。2.2交易结构

图片来源和Zcash(2.5.1)的交易主要结构相比，仍然相似：?消费的record对应的序列号sn，在Zcash里用nf表示，都是具有全局唯一性。?新生成的record对应的承诺。?新生成record的plaint，包括拥有者信息，对应的birth/deathpredicate等。2.3Proverstatement

图片来源需要证明：?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为什么都是utox-based，不是account-based?

Remark2.3参考

1.(Zcash)Zcashprotocolspecification：https://zips.z.cash/protocol/protocol.pdf2.(Aleo)Zexeprotocolspecification：https://eprint.iacr.org/2018/962.pdf3.协议升级：https://z.cash/upgrade/4.zerocash：https://eprint.iacr.org/2014/349.pdf关于我们

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