Tác giả: Anna Rose và Will Harborne, người sáng lập ZK Validator; Bản dịch: Golden Finance tiền điện tử

Bản đồ dự án bảo mật sinh thái Ethereum

Lời nói đầu

Trong EthCC, những người sáng lập Trình xác thực ZK Anna Rose và Will Harborne đã có bài phát biểu về sự phát triển của bảo vệ quyền riêng tư trong Ethereum. Bài viết này là phần tiếp theo của bài trình bày của họ, khám phá sâu hơn về hệ sinh thái bảo vệ quyền riêng tư của mạng Ethereum. Nó làm nổi bật các bên liên quan, cũng như các nghiên cứu liên quan đã được xuất bản và sắp xuất bản.

Quyền riêng tư có giống với ZK không?

Trước khi đi sâu vào hệ sinh thái bảo mật Ethereum, cần làm rõ một số thuật ngữ. Trong hai năm qua, một số giải pháp mở rộng quy mô "ZK" đã xuất hiện, bao gồm Rollup và cầu nối.

Hầu hết các giải pháp này tận dụng tính chất nhỏ gọn của zkSNARK, cho phép các chuỗi khối mở rộng quy mô, nhưng không đạt được quyền riêng tư. Do đó, mặc dù sử dụng ZK trong các quy ước đặt tên và giao tiếp, nhưng hầu hết các giải pháp mở rộng quy mô đều không cung cấp các tính năng bảo vệ quyền riêng tư.

Các công nghệ bảo vệ quyền riêng tư khác, chẳng hạn như Môi trường thực thi tin cậy (TEE ), Tính toán đa bên (MPC) và mã hóa đồng hình (HE) tồn tại, nhưng do tính chất không tin cậy của nó, bằng chứng không kiến thức vẫn đi đầu trong việc bảo vệ quyền riêng tư.

Phải nói rằng, chúng ta sẽ khám phá một số giải pháp bảo mật trong hệ sinh thái Ethereum, bao gồm cả những giải pháp sử dụng ZK và những giải pháp khác dựa trên các công nghệ khác nhau.

Trường hợp sử dụng quyền riêng tư hiện tại cho Ethereum là gì?

Như chúng ta đã biết, trường hợp sử dụng chính của chuỗi khối là tài chính phi tập trung (DeFi). Trong khi đó, trường hợp sử dụng chính của các ứng dụng bảo mật là chuyển tiền cá nhân. Tuy nhiên, trong nghiên cứu của mình, chúng tôi nhận thấy rằng lĩnh vực xác minh danh tính phi tập trung là lĩnh vực phát triển nhanh nhất trong toàn bộ hệ sinh thái quyền riêng tư của Ethereum.

Tất nhiên, có những trường hợp sử dụng khác, chẳng hạn như máy tính cá nhân, trò chơi, bỏ phiếu riêng tư và ZKML, v.v.

Chuyển khoản riêng tư trên Ethereum

Trong phần này, chúng tôi thảo luận về các dự án tập trung vào việc đảm bảo tính riêng tư của chuyển giao ngang hàng. Có hai loại trường hợp sử dụng này: dịch vụ trộn tiền xu và dApps. Mặc dù cả hai đều có cùng mục đích, nhưng cách họ đảm bảo quyền riêng tư là khác nhau.

Dịch vụ trộn tiền xu

Trong môi trường chuỗi khối, dịch vụ trộn tiền tệ là dịch vụ nâng cao quyền riêng tư có thể tăng tính ẩn danh của giao dịch. Chúng làm xáo trộn và trì hoãn các giao dịch bằng cách kết hợp nhiều đầu vào tiền điện tử từ những người dùng khác nhau, sau đó phân phối đầu ra đến một địa chỉ khác với địa chỉ ban đầu, gây khó khăn cho việc theo dõi tiền trên chuỗi khối và làm xáo trộn Liên kết giữa địa chỉ người gửi và người nhận.

Nguyên lý hoạt động của Tornado Cash

Mức độ riêng tư được cung cấp bởi máy trộn tiền phụ thuộc vào mô hình tin cậy của nó. Trộn tập trung yêu cầu người dùng tin tưởng nhà điều hành dịch vụ không sử dụng sai dữ liệu, trong khi trộn phi tập trung sử dụng các giao thức mã hóa để đạt được quyền riêng tư mà không cần dựa vào một thực thể trung tâm.

Tornado Cash: là một dịch vụ pha trộn tiền tệ dựa trên zkSNARK. Tuy nhiên, nó đã mất đi tầm quan trọng do lệnh trừng phạt của OFAC. Hiện tại, không có dịch vụ trộn đáng kể nào khác trong hệ sinh thái Ethereum.

Lớp 2s

Tuy nhiên, một giải pháp thay thế để đạt được chuyển khoản cá nhân không yêu cầu sử dụng các dịch vụ trộn tiền tệ. Trên thực tế, xu hướng hiện tại để đạt được chuyển giao tư nhân chủ yếu tập trung vào các giải pháp lớp thứ hai. Dưới đây là một số Lớp 2 đã triển khai trường hợp sử dụng này:

**Findora:**Findora ZK là giải pháp lớp 2 tăng cường quyền riêng tư trên Ethereum, sử dụng Ethereum để đồng thuận và xác minh. Nó sử dụng các Tham số kiến thức không tương tác ngắn gọn (SNARK) trong các hợp đồng thông minh Ethereum trên lớp đầu tiên để xác minh các chuyển đổi trạng thái và đảm bảo tính chính xác của các bản tổng hợp. Sổ cái cấp hai cung cấp quyền riêng tư cho các khoản thanh toán, tương tự như Findora OG và sử dụng bằng chứng không có kiến thức để đạt được khả năng tương tác với Ethereum, cho phép chuyển khoản riêng tư và dữ liệu giao dịch bí mật.

Aztec: Đây là Lớp 2 sắp ra mắt, cung cấp khả năng thực thi hợp đồng thông minh công khai và riêng tư. Ở lớp thứ hai, các nhà phát triển có thể đạt được chuyển khoản riêng tư bằng cách sử dụng zkSNARK. Aztec được coi là tiện ích mở rộng quyền riêng tư có thể lập trình đầu tiên trên Ethereum. Họ đã rời khỏi thiết kế EVM chung trong thiết kế của mình và sử dụng ngôn ngữ lập trình Noir của riêng họ để đạt được quyền riêng tư có thể lập trình cho các nhà xây dựng dApps.

Nightfall: Đây là một "bản tổng hợp zk-optimistic" do Ernest & Young thiết kế với sự cộng tác của Polygon, sử dụng bằng chứng không có kiến thức (ZKP) để giữ bí mật thông tin giao dịch, làm cho thông tin phù hợp với thanh toán thương mại và sử dụng bằng chứng gian lận để đảm bảo tính chính xác .

Lớp riêng tư 1 (Hồ bơi được che chắn)

**Namada:**Namada là lớp PoS bảo mật 1 dành cho tài sản chuỗi chéo. Namada tương tác với các chuỗi Cosmos thông qua IBC và với Ethereum thông qua một cây cầu tối thiểu đáng tin cậy. Namada làm phong phú thêm hệ sinh thái quyền riêng tư bằng cách cung cấp bộ quyền riêng tư thống nhất lớn nhất có thể trong nhiều chuỗi và bổ sung chức năng của các chuỗi khác bằng cách cung cấp các hành động bảo vệ quyền riêng tư cho các chuỗi khác. Tất cả nội dung chia sẻ một bộ ẩn danh, tăng cường bảo vệ quyền riêng tư.

dApps bảo vệ quyền riêng tư

Firn: là một giao thức dựa trên Zether có thể thực hiện chuyển khoản tiền gửi, chuyển khoản và rút tiền riêng tư bằng cách sử dụng các phương pháp bảo vệ quyền riêng tư.

Nucleo: là một dApp cung cấp đa chữ ký riêng để gửi nội dung.

ID bảo mật

Thật vậy, các ứng dụng đã xuất hiện đặc biệt để cung cấp quyền riêng tư về danh tính trên Ethereum. Tất cả các ứng dụng này đều cố gắng giải quyết vấn đề nhận dạng bị phân mảnh trực tuyến trong khi vẫn giữ quyền kiểm soát và bảo mật thông tin cá nhân.

Các ứng dụng sử dụng ZKP để bảo vệ quyền riêng tư là:

PolygonID: Nền tảng này dựa trên các tiêu chuẩn xác nhận quyền sở hữu rõ ràng, có những lợi thế khác biệt so với mã thông báo không thể thay thế (NFT) và chứng chỉ có thể kiểm chứng (VC), vốn hạn chế tính biểu cảm và Tính tổng hợp cản trở khả năng ứng dụng của chúng. Bằng cách sử dụng bộ công cụ Circo ZK, Polygon ID có thể biên dịch các cấu trúc mã hóa không có kiến thức, được gọi là các mạch zkSNARK, giảm độ phức tạp và tăng hiệu quả. ID đa giác cung cấp xác minh trên chuỗi, cho phép thực hiện các tương tác của người dùng một cách riêng tư và không tin cậy mà không cần dựa vào bên trung gian.

Sismo: Sismo là một nền tảng sử dụng công nghệ Zero-Knowledge Proofs (ZKP) và bảo vệ quyền riêng tư để cung cấp cho người dùng quyền hạn lớn hơn đối với dữ liệu cá nhân của họ. Trọng tâm của giải pháp Sismo là Sismo Connect, cung cấp quy trình đăng nhập một lần (SSO) mượt mà, cho phép người dùng tiết lộ có chọn lọc dữ liệu cá nhân cho các ứng dụng trong khi vẫn duy trì quyền riêng tư.

Worldcoin: Dự án này nhằm ngăn chặn sự phổ biến của rô-bốt và trí tuệ nhân tạo bằng cách mã hóa và lưu trữ dữ liệu sinh trắc học. Khi cần, hệ thống sẽ tạo ZKP để xác nhận danh tính. Dự án đã nhận được những lo ngại từ các thành viên cộng đồng về các rủi ro về quyền riêng tư, đạo đức và bảo mật khi lưu trữ dữ liệu sinh trắc học.

Violet: là một tập hợp các kiến trúc tập trung vào cơ sở hạ tầng nhận dạng và tuân thủ, với các tùy chọn để tùy chỉnh. Nó cung cấp một phương pháp được tiêu chuẩn hóa để cấp thông tin xác thực tuân thủ dành riêng cho các giao dịch riêng lẻ, cho phép những người tham gia được ủy quyền chỉ thực hiện các lệnh gọi chức năng trên chuỗi được ủy quyền. Violet ưu tiên quyền riêng tư và chủ quyền dữ liệu, tránh lưu trữ thông tin nhận dạng cá nhân trên chuỗi. Các quy trình và cơ chế được mô tả có thể áp dụng để hỗ trợ nhiều chế độ tuân thủ, bao gồm các yêu cầu nhận dạng như Humanbound. Violet nhằm mục đích tương đương với chức năng giống như OAuth trong mạng Ethereum.

**Holonym:**Holonym hoạt động như một cầu nối nhận dạng và bộ trộn, ẩn thông tin đăng nhập ngoài chuỗi và làm cho chúng có thể truy cập được trên chuỗi cho các ứng dụng web khác nhau. Việc tích hợp sổ cái kết hợp này, các kỹ thuật nâng cao quyền riêng tư và bằng chứng không kiến thức cho phép nhiều trường hợp sử dụng, bao gồm xác thực trên chuỗi, chống Sybil, phòng chống tội phạm kỹ thuật số và khôi phục ví không giam giữ. Các tính năng này có ý nghĩa đối với hệ sinh thái Web3 và cũng có thể có khả năng tăng cường bảo mật và quyền riêng tư của Internet, giải quyết các vấn đề như tội phạm, tấn công tội phạm và rò rỉ dữ liệu.

Điện toán riêng tư

Điện toán bảo mật phi tập trung (DPC) là một mô hình nâng cao làm thay đổi quá trình xử lý và tính toán dữ liệu trong một mạng phân tán.

• DPC cho phép xử lý dữ liệu riêng tư và an toàn trên nhiều nút, giữ dữ liệu dưới sự kiểm soát của chủ sở hữu và đảm bảo tính bảo mật.

• Điều này cho phép cộng tác an toàn, chia sẻ dữ liệu và tính toán mà không cần tin tưởng và bảo vệ quyền riêng tư.

Ngoài ra, việc tích hợp các hợp đồng thông minh có thể nâng cao chức năng của DPC, cho phép thực thi tự động và minh bạch các tác vụ được xác định trước thông qua các giao thức mã hóa và bằng chứng không có kiến thức, do đó đảm bảo quyền riêng tư mạnh mẽ.

Trong mạng Ethereum, có hai giao thức quan trọng tập trung vào việc thực hiện điều này: Aztec và Polygon Maiden. Ngoài ra, một số tài liệu nghiên cứu quan trọng đã xuất hiện trong lĩnh vực này, bao gồm những bước đột phá sau:

cơ chế máy tính bảo mật

Bình chọn quyền riêng tư

Gần đây đã có một vài đề xuất bỏ phiếu gây tranh cãi và thảo luận trong các cộng đồng khác nhau. Trong một số trường hợp, mọi người đã cố gắng mua chuộc hoặc ngăn cản những người nắm giữ mã thông báo bỏ phiếu theo một cách cụ thể. Những sự kiện này đã gây ra các cuộc thảo luận trong ngành công nghiệp blockchain về một cuộc bỏ phiếu về quyền riêng tư.

**Nouns DAO: **NounsDao hợp tác với Aragon đã triển khai giải pháp Aztec<>Aragon sử dụng Noir, ngôn ngữ zkDSL của Aztec. Sơ đồ triển khai này có thể nhận ra tính ẩn danh và tính bảo mật của việc bỏ phiếu và kết quả, đồng thời loại bỏ các vấn đề như bỏ phiếu trong vòng 11 giờ, ép buộc bỏ phiếu và hiệu ứng theo dõi. Đề xuất tận dụng bằng chứng lưu trữ Ethereum và mã hóa thời gian cho các phụ thuộc ngoài chuỗi tối thiểu. Quá trình bao gồm ba giai đoạn:

1. Nouns Census sử dụng bằng chứng lưu trữ Ethereum để chứng minh quyền sở hữu mà không tiết lộ danh tính.

2. Bỏ phiếu nhầm lẫn và chuyển tiếp bị trì hoãn để duy trì quyền riêng tư của nhiều chủ sở hữu Danh từ.

3. Dịch vụ mã hóa Time-Lapse được sử dụng để đảm bảo tính công bằng của việc bỏ phiếu và giải mã các phiếu bầu tổng hợp.

Với cách tiếp cận này, chủ sở hữu Danh từ có thể chứng minh quyền sở hữu, giữ quyền biểu quyết ở chế độ riêng tư và tiến hành bỏ phiếu riêng tư một cách an toàn.

Cicada: nhằm mục đích cho phép kiểm phiếu riêng tư liên tục bằng cách sử dụng các nguyên hàm mật mã chưa từng được sử dụng trên chuỗi. Nó tận dụng các câu đố khóa thời gian và câu đố khóa thời gian đồng hình, cho phép bỏ phiếu riêng tư và an toàn mà không cần kiểm đếm các cơ quan hoặc các bên đáng tin cậy khác.

Cicada được thiết kế để giảm thiểu sự tin tưởng và đảm bảo khả năng chống kiểm duyệt trong môi trường chuỗi khối, làm cho nó trở thành một giải pháp thiết thực và hiệu quả cho việc bỏ phiếu bảo mật trên chuỗi. Các câu đố có khóa thời gian cho phép các lá phiếu được gửi dưới dạng các câu đố được mã hóa chỉ có thể được tiết lộ sau một thời gian xác định trước, đảm bảo tính bảo mật được duy trì trong quá trình bỏ phiếu.

Để ngăn chặn thao túng phiếu bầu, cử tri phải gửi bằng chứng không có kiến thức bên cạnh lá phiếu của họ, chứng minh tính hợp lệ của lá phiếu. Cicada cũng cung cấp tùy chọn kết hợp một giao thức đủ điều kiện của cử tri ẩn danh với nó để bảo mật lá phiếu không giới hạn.

Trò chơi bảo mật

Không thể phủ nhận sự tăng trưởng trong các giải pháp mở rộng quy mô cho trò chơi trực tuyến. Tuy nhiên, một lần nữa, hầu hết các giải pháp này chỉ khai thác bản chất ngắn gọn của SNARK. Tuy nhiên, có một trường hợp sử dụng trong ngành trò chơi khi việc thêm các thuộc tính quyền riêng tư của ZK vào ngăn xếp của họ có thể tránh được các sự cố như xếp hàng giao dịch và do đó cải thiện trải nghiệm người dùng.

Dark Forest: là một trò chơi thần thoại sử dụng ZKP để bảo vệ quyền riêng tư và là một trò chơi chiến lược thời gian thực (RTS) hoàn toàn phi tập trung và bền bỉ được xây dựng trên Ethereum.

• Trò chơi sử dụng zkSNARK để tạo sương mù mật mã cho phép người chơi giữ vị trí và chuyển động của hành tinh của họ ở chế độ riêng tư.

• Người chơi gửi các cam kết và bằng chứng không có kiến thức chứng minh tính hợp lệ của các hành động của họ mà không tiết lộ địa điểm thực tế.

• Người chơi không thể kiểm tra hợp đồng để biết thông tin về đối thủ, tạo ra bối cảnh trò chơi không được cung cấp thông tin đầy đủ với chiều sâu chiến lược và hành vi mới của người chơi.

Quyền riêng tư DeFi

Một lĩnh vực khác cần có quyền riêng tư là DeFi. Trên Ethereum, ngày càng có nhiều ứng dụng DeFi riêng tư xuất hiện.

Giao thức Panther: Cung cấp cho người dùng tài sản kỹ thuật số có thể tương tác, được thế chấp hoàn toàn, sử dụng công nghệ zkSNARK. Nó cũng cung cấp một cơ chế khám phá giá mới cho quyền riêng tư. Người dùng có thể gửi tài sản kỹ thuật số từ bất kỳ chuỗi khối nào vào Panther Vault, sau đó sử dụng các zAsset này trong các ứng dụng DeFi khác nhau.

! [X1o8zjf02hg01fp6cetbjq2pkvogfncfgtwhyep7.png] (https://img-cdn.gate k bẫy cho phép riêng tư trực tiếp- chuỗi các cuộc gọi hợp đồng thông minh mà không cần dựa vào một bộ trình xác thực L2 hoặc cầu nối được lưu trữ riêng biệt.

• Bằng cách giữ tiền trong chuỗi chính, Railgun đảm bảo tính bảo mật cao hơn và quyền riêng tư chặt chẽ, ngăn ngừa rò rỉ hoặc ô nhiễm thông tin.

• Các tính năng bảo mật của Railgun có các trường hợp sử dụng tiềm năng bao gồm dịch vụ trả lương riêng, lợi thế MEV cho thương nhân, quyên góp chống kiểm duyệt, phân tích ẩn danh và tuân thủ các quy định bảo vệ dữ liệu.

ZK ML

Một lợi ích của việc sử dụng zkSNARK với các thuật toán máy học là khả năng suy luận về dữ liệu riêng tư hoặc nhạy cảm trong khi vẫn duy trì quyền riêng tư. Báo cáo ZK quý 2 năm 2023 của chúng tôi nêu bật vai trò của ZK trong việc bảo vệ quyền riêng tư.

• Bằng chứng ZK cho phép máy học suy luận về dữ liệu riêng tư hoặc nhạy cảm đồng thời chứng minh tính chính xác của tính toán mà không làm lộ dữ liệu.

• Hệ thống ZK hiện tại có thể không phù hợp với hệ thống như vậy và sơ đồ Mã hóa đồng hình hoàn toàn (FHE) trong tương lai có thể phù hợp hơn. Hiện tại, không có giải pháp ZK bảo vệ quyền riêng tư nào đang hoạt động cho thuật toán ZKML.

Tóm lại là

Ethereum có một cộng đồng mạnh mẽ và tích cực tập trung vào quyền riêng tư. Tuy nhiên, do sự nhấn mạnh ngày càng tăng về khả năng mở rộng, quyền riêng tư đã bị lùi lại phía sau. Chúng ta có thể sẽ thấy sự tiến bộ trong DID và trò chơi thay vì DeFi hoặc bỏ phiếu trực tuyến, vì hai trường hợp sử dụng đầu tiên sẽ được hưởng lợi rất nhiều về các biện pháp bảo mật mạnh mẽ giúp đề xuất giá trị của chúng trở nên khả thi.