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_ASH

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

MIM開發者Kyonym：通過NFT，重構音樂的運作方式:據官方消息，10月20日MIM開發者Kyonym做客XT直播間，與XT AMA專欄主持人Joyce在XT官方英文群以及中文群內進行了在線AMA活動。

在談及建立初衷時Kyonym表示：“NFT與音樂的結合正成為一種新的流行趨勢。它改變了傳統的音樂發行方式，讓音樂版權管理變得更加透明清晰。并且，它的實時真偽識別及可交易屬性有效提升了傳統收藏市場的模式。我們也希望通過NFT，重構音樂的運作方式。”

XT是一家社交化交易平臺。[2021/10/20 20:43:34]

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

開發者：比特幣閃電網絡上的大型支付通道可能會被惡意利用:比特幣閃電網絡的獨立開發者Joost Jager概述了一種利用微支付網絡的方法，這種方法可以輕易地以極低成本對閃電網絡通道造成損害。目前他正在努力尋找一個可能的解決方案。Jager稱，攻擊可以在wumbo通道上進行，這實際上允許閃電網絡上相互同意的各方之間進行更大的交易。Jager指出，wumbo通道可能會被利用，因為通道在任何時候都不能持有超過483個哈希和時間鎖定合約（HTLCs），不管它的容量有多大。因此，作惡者向自己發送483筆小額支付，并持有HTLCs，足以使一個通道癱瘓長達兩周。（Cointelegraph）[2020/9/23]

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：

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：

聲音 | BCH開發者：BCH轉PoS為不實消息，BCH主鏈依舊采用PoW共識:據報道，BCH開發者考慮轉至PoS，以實施可大幅縮短BCH匯款時間的Avalanche協議。但據BCH中文社區表示，并未聽說此消息。另向多位BCH開發者求證，開發者均回復此消息為假新聞，并沒有 BCH 要轉 POS 的消息，只是有開發者在大會上提到把 PoS 協議疊加至目前 BCH 目前使用的 Avalanche 上作為一種實現方式，但 BCH 主鏈依舊是 PoW 共識，采用 PoW 挖礦模式。（區塊律動）[2019/10/1]

圖片來源

2.4Actionstatement

公共輸入是：

隱私輸入是：

動態 | 美國金融科技公司Square聘請三名區塊鏈技術開發者加入其加密貨幣團隊:據TheBlock消息，美國區塊鏈概念股、金融科技公司Square19日宣布，聘請Valentine Wallace、Jeffrey Czyz和Arik Sosman加入Square的加密貨幣開發者團隊Square Crypto。其中Wallace來自舊金山比特幣閃電網絡技術開發公司Lightning Labs，Czyz來自谷歌，Sosman來自Facebook的加密貨幣項目Libra。在這三人加入后，Square Crypto完成了初始開發者團隊的籌建。今年6月Square的CEO Jack Dorsey稱，Square Crypto可能招募五名工程師和一名設計師。如果組建五個人的團隊專門做比特幣的代碼審核，可能極大推動社區，加快開發速度。[2019/9/20]

證明statement為：

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 | 開發者公布OP_RETURN的新交易序列化格式BOB:近期，軟件開發者Unwriter公布了BOB（比特幣OP_RETURN字節碼）—— 一種用于處理比特幣交易，尤其是OP_RETURN的新交易序列化格式。在介紹BOB的Medium帖子中 ，Unwriter首先解釋了Planaria系統是基于名為TXO的序列化格式而存在的。他進一步指出“BOB是TXO的一個新的修改版本，它采用抽象機器的概念。簡而言之，BOB是一種序列化格式，也是處理OP_RETURN腳本的便捷方式。Unwriter聲稱“這是BOB的第一個版本，它將根據使用模式和反饋不斷進化”。因此，他鼓勵用戶發送問題和反饋。（Medium）[2019/8/18]

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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