[[alloc] init] 发布屏蔽比特币提案，支持私密比特币交易

比特币杂志

[[alloc] init] 发布 Shielded Bitcoin 提案，支持私密比特币交易

Shielded Bitcoin 是由 [[alloc] init] 研究人员 Clara Shikhelman、Misha Komarov 和 Aleksei Moskvin 提出的一项方案，旨在比特币基础层上构建一种新型隐私元协议，使用户无需运营方、软分叉或对比特币共识进行其他更改，即可进行受屏蔽的比特币交易。白皮书见此处，博客公告见此处。

该协议为具有强隐私保护的交易定义了一套交易结构和索引协议，同时依靠比特币 PIPE 将资金锚定到系统中或从系统中转出。文章末尾将进一步介绍 PIPE 机制。

其设计在很大程度上仿照比特币：它有与 UTXO 等效的结构（即 note）；交易像普通比特币交易一样将 note 作为输入消耗；见证用于证明所消耗的输入已获得适当授权；节点（在元协议中即索引器）解析交易历史，并构建当前状态，记录哪些币已花费、哪些尚未花费，等等。

不过，所有细节都截然不同。

一笔隐私比特币交易只是一段数据，其中包含一个前缀（类似“shbtc:”），并通过 OP_RETURN、见证字段或其他数据承载方式写入比特币交易中。对比特币而言，它毫无意义；比特币网络不会验证它，也不会对它执行任何规则。无效的隐私比特币交易完全可能被写入链上。隐私比特币索引器（也就是被动监视区块链的节点）的职责是在这些交易未通过验证时忽略它们，并拒绝将其用于更新网络余额状态。

索引器不会像比特币处理 UTXO 那样，从未花费票据集合中删除票据。它使用的是作废符集合。这种机制允许用户公开发布加密证明和作废符，证明某张票据已被花费，同时不透露具体是哪张票据。其思路是：无需查看某张票据是否位于“未花费票据集合”中，只需检查某个作废符是否已被使用。索引器会为每一笔创建的票据输出构建一棵不断增长、只能追加数据的默克尔树，并维护作废符集合。

要使用此协议，你只需要一个比特币节点和一个隐私比特币索引器。无需服务提供商、协调者或任何链下状态即可恢复资金。它的运作方式与链上比特币完全相同，你只需要自己的节点/索引器和密钥。

每个用户钱包都会派生一个主秘密密钥，所有其他相关密钥组都由此创建。

这与比特币中的 HD 钱包非常相似。你可以通过这种关系生成多组地址。Sk_spend 是你的私钥，sk_nf 用于使 note 输出失效，vk_in 用于解密并查看收到的 note，vk_out 用于查看你发出的交易，以及 sk_view 用于生成一个接收地址。

当用户想要向某人提供一个地址，以便对方给他们发送资金时，他们会生成一个多样化因子值 天 类似于派生值，然后将该值与他们的 sk_view 密钥。由此得到的公钥，pk_d 和 天 是用户的地址。

然后，发送方会生成一个随机值，即 r_seed，这对于票据输出加密和生成空值符（稍后会讲到）都是必需的。交易输出只包含三项加密内容：输出值、天接收方提供给发送方的值，以及发送方的r_seed值。发送方使用一个临时密钥对和接收方的公钥来创建共享密钥。双方都可以通过将自己的私钥与对方的公钥相乘，生成相同的密钥。票据输出使用这个共享密钥加密，而临时密钥 sk_eph则以未加密的形式包含在其中，以便接收方生成共享密钥。

在图示的输入一侧，要使交易有效，需要两样东西：已消耗票据输出对应的公开空值符，以及一个零知识证明，用以证明：1）票据输出包含在票据的默克尔树中；2）交易由相应的 sk_spend密钥授权；3）空值符是正确推导出来的；4）没有发生通货膨胀。

如果你留意上图，就会发现空值符使用了sk_nf密钥，以及由r_seed以及该票据在票据输出默克尔树中的位置。零知识证明确保了所有这些信息，因此你只需统计重复的空值符，而不必删除已花费的票据。尽管你永远不知道某个空值符对应哪个票据输出，但每笔交易中的零知识证明都能保证，加入集合的每个空值符都来自有效的票据输出。只要没有重复项，就能提供同样的防双重花费保障。

就是这样，这套协议让你能够在比特币区块链上嵌入加密的元协议交易，同时保证没有任何资产被双重花费，也不会凭空增发代币。

就隐私属性而言，这实际上是一套设计得非常出色的系统，可与 Zcash 屏蔽池相媲美。在进入和退出元协议时，需要考虑一些隐私问题，相关细节将在即将发布的论文中说明。它不像 CoinJoin 那样需要衡量隐私程度或定期进行混币。

那么，谈谈双向锚定。我们的目标是使用 PIPEs v2（见证加密方案）构建一个双向锚定机制。PIPEs 允许你使用某种程序/机制加密私钥；只有在你能提供某个条件已满足的零知识证明时（例如某个 UTXO 的状态、某笔交易已确认等），该机制才会泄露密钥。这样一来，双向锚定便无需运营方、联盟或任何第三方托管资金即可运行。

这不需要对比特币进行软分叉或协议更改，而且完全在链下进行。

Shielded Bitcoin 的计划及其下一阶段工作，是建立一种锚定机制，让用户能够使用由 PIPEs 进行密码学控制的密钥向 Shielded Bitcoin 存入资金，之后通过生成链上已确认的合法锚出交易的零知识证明来“解锁”这些资金。

目前正在撰写界定系统这一部分的论文，预计不久后发布。

这篇题为《[[alloc] init] 发布 Shielded Bitcoin 提案，支持私密比特币交易》的文章最初刊登于 Bitcoin Magazine，作者为 Shinobi。

来源：BitcoinMagazine