本文旨在了解区块链隐私保护的轨迹模式

以下文章来自嘉莉和常春藤合著的《千峰资本》

链山资本

自2017年成立以来，chain Hill capital专注于全球区块链项目的价值投资，创立了早期和成长期的股权投资，以及alpha战略和beta战略的加密数字资产投资矩阵。

注：这不是一个投资提案

1行业现状

区块链技术作为数字时代的一种信任解决方案，其去中心化的透明性与现实所要求的隐私性之间存在一些矛盾。链上可公开验证的数据意味着交易和其他数据是可追踪的，不能被篡改。当我们在现实世界和虚拟世界中相互作用时，不可避免地会留下从交易信息到真实身份信息的痕迹。所有存储在链中的数据都是可公开验证的，这是区块链和智能合约的致命问题。没有隐私保护，这在现实世界中是不可接受的，因为不仅个人想要保护自己的财产信息和其他私人信息的隐私，而且任何企业或组织都希望对其敏感和有价值的数据保密。此外，gdpr（欧洲通用数据保护条例）和CcpA（加州消费者隐私法）等隐私法规也表明，该条例对个人数据的保护将越来越严格。因此，如果隐私问题得不到解决，加密货币和区块链就无法大规模采用。对于区块链的隐私问题，业界提出了以下不同的解决方案：

1.1隐私加密货币

为了实现加密货币的保密性，必须对发送方、接收方、交易金额、交易IP等信息进行保密，使这些信息只对参与者（或参与者指定的第三方）可见。为了解决这一问题，提出了匿名货币分支。该分行的特点是只作为货币使用，不支持智能合约功能。目前，该领域的项目比较丰富和成熟，很多龙头项目早在2014年就已经启动。截至2020年11月23日，目前匿名货币板块总市值为254亿元。

资料来源：非喇叭。截至2020年11月23日，比特币的隐私基础设施。实际上，比特币最初的设计也是为了实现匿名性，但是比特币采用了非对称加密算法，所以隐私匿名性相对较弱，用户的交易仍然可以被所有节点查看。通过对算法的改进，可以根据utxo来跟踪事务的发起者和接受者。因此，基于比特币的隐私基础设施在前期也提出了一些改进算法。·coinjoin
该方案的原理相对简单，即将不同用户的多个事务合并为一个事务，以掩盖utxo的所有权。其他人无法从这一令人困惑的交易中确定该地址属于一个人或货币的流向。此外，用户可以多次执行coinjoin操作来进一步隐藏事务信息。coinjoin方案不需要改变比特币的协议，并且相对容易实现。coinjoin的缺点是中间服务器可以掌握所有用户的输入和输出地址，这就有隐私暴露给第三方的风险。同时，如果中间服务器受到攻击，用户的信息很容易被泄露。此外，至少有一个混合货币参与者知道谁参与了或者可以访问地址之间的映射。目前，使用混合服务器tumbler的隐私钱包主要有三种：wasabi、Samourai和joinmarket。使用coinjoin的用户需要在服务器上注册，服务聚合器将参与多个用户请求的货币混合步骤。与传统的基于p201的传输服务提供商p201相比，p201也只是采用了不同于传统的基于隐私传输的服务提供商p201。P2ep传输将发送方和接收方的输入打包在一起，接收方还将向自身发送额外的比特币。与简单的coinjoin相比，隐私性能得到了提高。TumbleBit
Tumblebit是一种去中心化混合动力服务。它使用一个去中心化的不倒翁在参与者之间创建线下支付渠道。用户将货币发送到中间转杯器，并通过这些渠道获得相同数量的其他比特币。Tumblebit比coinjoin更机密，因为个人和tumbler之间的交互是相互独立的，匿名大小是无限的。但是，tumblebit上的混合货币必须提前支付混合货币。Coinhuffle
Coinhuffle是一种改进的Coinhuffle混合方案。介绍了检测机制。每次混钞失败，都能找到恶意节点，用户可以避开恶意节点进行下一步操作。Coinshuffle不需要额外的混合成本，并且可以检测到低手数，但缺点是它不能定制混合量，并且效率低。一般来说，所有的混合方案都与比特币系统兼容，能够保护比特币的事务地址。然而，混合系统需要消耗更多的资源和资源。

1.2隐私智能合约

为了保证智能合约的隐私性，需要对输入输出数据和网络状态进行加密，使其对除用户（包括执行智能合约的节点）以外的所有各方隐藏。通过隐私智能合约，敏感数据和应用程序可以在开放的公链环境中安全运行，这是大多数实际用例所要求的。对于智能合约的隐私问题，一种是基于公链基础设施来解决公链的隐私问题；另一种是以隐私计算为核心，旨在发展垂直细分领域的基础公链。1.2.1公链隐私解决方案1。基础设施支持隐私智能合约（或隐私DAPP）的基本公链。这些项目包括2017年推出的horizen和particl，以及2018年推出的super zero coins。该细分市场的总市值约为9亿元人民币。与简单的匿名货币相比，结合隐私智能合约概念的项目受到的资金关注度要低几个数量级。一方面可能与开发的成熟度不同，另一方面也可能说明该项目的定位不被市场认可。此外，还有像AOS和origin这样的项目，它们本身并不是匿名硬币。Origo是一个分布式隐私应用平台，它可以同时支持隐私转移和隐私智能合约。其投资机构包括保利资本、共识实验室、NGC等一系列知名机构，以及也投资于零元以上的收购资金。但该项目对市场并不乐观，相比IEO的价格已经下跌了-89.86%，期间**涨幅还不到*。AOS项目可疑。从有限的信息披露来看，它是一个公共的隐私链，支持用户独立发布隐私资产。它可以使用零知识证明编程，方便地开发隐私DAPP。虽然非喇叭上的项目流通市值为1.1亿元，但其网上交易的小平台只有两个，因此市值非常可疑，项目披露的信息也很少。

数据来源：non喇叭，coingecko，截至2020年11月23日。为了便于比较，这里的纵轴与纯匿名硬币项目相同。2现有公链的自我升级。As以太坊一直在探索可伸缩性和隐私性问题。当前团队非常重视的解决方案之一是基于零知识证明的ZK rollup技术。它的工程实现，比如ZK sync，看起来很有前途。在扩容方面，ZK-sync可以为以太坊带来每秒数千个事务的吞吐量（TPS）、高抗审核性和超低延迟。在隐私方面，以太坊将基于零知识证明，建立专门为智能合约设计的编程框架和虚拟机环境，可以大大降低开发者开发隐私智能合约的技术门槛。3现有公链的隐私工具和协议。这类项目没有独立的主网络，主要服务于其他公链。例如，波卡生态的隐私智能合约平台Phala network未来将成为Polkadot的并行链，通过跨链协议为任何区块链提供隐私计算、安全智能合约、DeFi和数据服务等应用。该协议现在支持在隐私环境下的事务传输和隐私资产的一键释放功能。在poca的支持下，它可以成为一个具有可组合性和互操作性的秘密智能合约网络。以太坊周边也有很多隐私工具，如隐私协议项目Aztec采用zk zk rollup方案，在以太坊主网上实现每秒数百次隐私事务，降低了每一次隐私交易的成本。Aztec协议使用“零知识票证”系统来跟踪隐藏的资产。这些账单（包括账单的所有者）在以太坊网络上是开放的，但是除非您是账单的所有者，否则您无法知道每张账单的金额。以太坊的两层隐私技术zkopru结合了ZK snark和**上卷技术，支持两层网络中的低成本私有传输和原子交换；四大会计师事务所之一的安永（Ernstyoung）区块链团队发布了“Nightlallා，ා39；，它使用零知识来证明匿名交易可在以太坊区块链上启用。经过迭代，夜球可以广泛应用于游戏物品和收藏品中；通过开源混音器漏斗，移动设备可以用于以太坊的私人交易在区块链上进行。用户可以在其私人账户中存入或提取ETH，而无需透露任何公共账户地址。它还使用零知识证明来验证私人转让的接收者。Quorum可以构建基于以太坊的私有合约和私有交易，允许网络中的哪些节点分别访问和执行合约其他节点看不到合约的代码或数据、查询或执行，只对授权的参与者可见。基础设施支持基本的公共隐私链智能合约（或privacy DAPP），但其本机代币不是匿名货币。代表性项目是以隐私加密技术为核心出发点的项目，一般称为隐私计算公链，如enigma、ARPA、platform和oasis labs。一方面，作为独立的公链，可以直接在主链上开发兼容隐私的智能合约；另一方面，可以作为其他公链的二层解决方案，为任何一个公链提供隐私算力。此外，这些项目的愿景是与大数据和人工智能产业相结合，前景非常广阔。绿洲实验室和平台的代币尚未升级到二级市场，暂时无法比较市场价值。然而，作为国内外具有代表性的优质项目，这两个项目在一级市场获得了大量资金的关注。到目前为止，Oasis实验室已经通过私募融资筹集了4500万美元。136家投资机构，如Pochains和投资实验室。该平台已在两轮融资超过5000万美元。**一轮融资由高山资本和哈希环球资本牵头。新加坡**一轮的资产管理机构包括新加坡**一轮的资产管理机构。这两个项目还比较早，主网还没有正式推出，代币也没有在交易所推出。但他们的团队实力雄厚，专注于项目的技术开发，得到了社会各界的广泛赞誉和市场的高度关注。我相信这两个项目都能成为未来该领域**发展潜力的项目。目前，该板块整体市值为3.3亿元。主要原因是隐私计算项目发展比较早，市场关注的重大项目尚未进入二级市场。

数据来源：coinecko，非喇叭，截至2020年11月23日。为了比较，这里的垂直轴与纯匿名硬币项目相同

2市场痛点

区块链技术有着广泛的应用场景。除了加密货币和支付转账，它还可以实现各行各业的业务场景。然而，它不能被大规模采用的原因是：可扩展性不足，成本高，用户体验差，缺乏隐私保护。区块链扩展解决方案研究人员亚历克斯·格鲁乔夫斯基（Alex gluchowski）指出了解决隐私问题的痛点。由于以下因素，在公链上实施隐私保护难度极大：1。默认情况下，隐私保护必须作为完整的协议功能启用。引用vitalik buterin的话，“只有全球匿名收集才是真正可靠和安全的。2为了在默认情况下实现隐私保护，计算成本将显著增加，但隐私交易的成本必须非常低，这样才能实现。3不仅仅是支付模式需要支持隐私模式。3比特币、以太坊等安全与隐私的困境，在区块链的设计中选择了安全和去中心化，这在一定程度上牺牲了可扩展性，使得区块链难以支持繁重复杂的计算。同样，这样的设计也带来了安全和隐私的困境。它一方面保证了每笔交易的安全，另一方面也给用户的隐私保护带来了很大的麻烦。事实上，通过加密数据可以实现全局匿名性，加密后的数据可以由被许可方在没有完全透明的情况下进行验证。例如，零知识证明和安全多方计算等隐私技术使用加密技术对数据进行加密，持有私钥的许可方可以正确验证。可伸缩性问题牺牲可伸缩性给用户带来最直观的感受，即交易等待时间长，交易费用高。在以太坊上，由于州拥堵导致的GAS FEE用激增，交易等待时间延长。对于隐私计算所需的繁琐计算步骤，高昂的服务费只会让用户望而却步。因此，为了获得高性能的可扩展性，一些隐私计算项目选择构建自己的本机公链或跨链。可组合性和互操作性隐私除了匿名性外，还需要有多种支持匿名性的组件在链上相互协作，并在多重登录、账户检索、智能合约等互操作性中维护隐私。此外，目前的区块链技术体系大多局限于节点间的性能和信任。区块链的进一步发展不仅需要性能的提高，还需要能够在不同的链上进行组合和互操作。不同链上的智能合约可以相互调用和并行，实现充分的数据交换和协同计算，可以解决各种应用中更复杂的问题。

3隐私解决方案

基于以上的痛点，不同的项目选择不同的技术解决方案。到目前为止，已有多种隐私匿名保护技术，并在不断发展和完善。Cryptonote是一种用于数字代币的保密协议，它利用隐藏地址和环签名来保护双方地址的匿名性。2013年，“混合货币”技术被提议用于比特币的隐私保护。混合货币技术只会增加追踪的难度，而且仍然可以追踪。为了改善第三方参与和匿名性不足的缺陷，以兹卡斯和门罗为代表的匿名硬币应运而生。他们使用诸如零知识证明和环签名等匿名技术来保护原始货币的加密隐私。同时，提出了侧链和渠道的双层解决方案。这些方案侧重于事务级的匿名性，不能扩展到图灵完备智能契约。因此，自2018年以来，隐私计算项目相继推出。隐私不仅基于用户的交易隐私，还应扩展到智能合约，以保护智能合约中的任何机密数据不被泄露，实现智能合约的互动。例如，ARPA采用基于密码学的安全多方计算（MPC），enigma和oasis采用基于硬件的可执行环境（TEE），以太坊采用ZK-rollup来解决扩容和隐私问题。下表显示了各种隐私和匿名技术的应用情况和优缺点：

主流隐私技术细节对比

上表中的前三种解决方案更多地基于事务匿名，很难实现良好的安全性和*的匿名性。在隐私计算方面，有完全同态加密（fhe）、多方安全计算（MPC）和基于密码学的零知识证明；基于硬件设计的方案主要包括可信执行环境（TEE）。多方安全计算MPC的安全性和可信性是基于密码学的，并且可以被验证。它的登陆主要中心化在小场景上，可以处理具有特定算法和高安全要求的敏感数据。然而，它的计算灵活性是有限的。随着参与人数的增加，计算效率将进一步降低，在实际应用中存在通信负担问题。目前，多方安全计算的单次操作可以达到毫秒级，但在大数据场景下，一个数据应用或模训练涉及数万个数据样本，计算效率和通信负担是制约MPC发展的瓶颈。此外，MPC还不能胜任需要执行复杂计算任务的应用场景，需要几年时间来优化。目前，同态加密还停留在理论阶段，在可信度、灵活性、效率等方面相对落后。实际应用效率太低，构建方法和实现技术复杂，无法在大规模商业应用中应用。现有的fhe方案主要是利用同态解密技术来减少密文的扩展，理论上可以克服计算边界的问题，但从实现的角度来看非常复杂。此外，还必须考虑安全性和适用性。现有的同态加密算法大多不能有效抵抗自适应选择密文的攻击，**安全级别只能抵抗选择明文攻击。事实上，可信执行环境tee已经得到了广泛的应用，如指纹解锁、生物识别等。Tee基于可信硬件设施，其安全性依赖于硬件的可信环境和中心化的硬件Maker。它需要对硬件进行可信假设，并且可能面临侧信道攻击（SCA）。一种可以从加密设备获取机密信息的加密攻击方法。它的优点是灵活性高，便于通用计算，速度快。与其他隐私计算方案相比，tee的综合实力最接近实际场景。零知识证明具有**的可信度，可以实现完全匿名。然而，有些协议也需要信任，依赖于特殊随机数的生成。它可以实现灵活的数据计算交互和交叉验证，但实现起来还是比较困难的。目前生成证明的效率约为7秒，这就需要大量的算力来提高计算速度。下表详细比较了四种隐私加密技术：

上表中的不同技术各有优缺点。需要指出的是，隐私权解决方案应根据需要而定。很难判断哪种技术更有利或更相似。在上述场景中，只能说哪种技术更适合解决问题。因此，这些方案本身并不矛盾，在某些情况下可以取得更好的效果。

4市场预测

4.1匿名货币的困境

在早期，隐私项目专注于隐私货币场景，而梦露币在这一领域当之无愧的领先者，是隐私交易用户的**。例如，Monroe和big change等隐私匿名硬币可以实现比比特币更难跟踪的功能，但它们的隐私使用案例是有限的。他们的大多数用例中心化在非法交易这样的事情上，这需要流动性和接受度，很多人都在使用它。这适用于比特币，它的液体更大。事实上，在黑客事件、非法交易和勒索等应用场景中，比特币的使用远远超出了门罗硬币。因此，匿名币可能永远无法超越或取代比特币，随着其隐私性的提高，匿名币可能会失去更多的市场份额。因此，对于匿名硬币来说，只有人头物品还有生存空间，比如最实用、最知名的门罗、科技实力更强的zcash和dash。私人货币的竞争格局已基本形成。民间货币尾部难以突破的局面，要么消亡，要么只能另辟蹊径。例如，beam最近推出了一个新功能，发行带有隐私交易属性的稳定币。探索DeFi的多元化战略是beam的生存之道，但机会可能仍然渺茫。此外，监管风险也制约了匿名货币的市场空间。据**区块链分析机构Chain*ysis称，全球执法机构和政府机构对区块链调查技术的兴趣和需求正在增长。在金融行动特别工作组《金融行动法》期间，于2019年6月成立了货币交易特别工作组。这些信息包括交易发起人的姓名、账号和地址信息，以及接收人的姓名和账号信息。这相当于击中了匿名硬币的命脉。一旦20国集团（G20）在其成员国采用同样的金融行动特别工作组（FATF）规则，主流国家的大多数交易所可能会被下架。最近，该公司与政府机构国税局（IRS）签署了一份有争议的合同，帮助国税局追查梦露硬币。Chain*ysis的首席执行官认为，像门罗这样的匿名硬币的未来是有限的。在监管方面，匿名私人货币遇到了**的障碍，隐私保护需要另辟蹊径。

4.2 以太坊的持续增长

在公链基础设施上，以太坊的隐私采用零知识证明技术，不仅可以将现有以太坊的性能提高数十倍，而且可以解决以太坊的全局隐私问题。目前，在以太坊上有很多项目作为隐私基础设施。例如，Aztec协议采用零知识证明，在可扩展性和匿名性方面非常有效。Aztec的实施可以让以太坊隐私基础设施去中心化交换带来隐私，可以在完全保密的情况下交易不同的Aztec资产；私人加权投票可以在社区自治等金融应用中保护选民的隐私；匿名身份共享方案，可以证明身份而不暴露身份。这些应用的扩展在以太坊智能合约交互中起着重要作用，真正的匿名性可能成为现实。以太坊的可扩展性和隐私性问题已逐步得到解决。借助其强大的应用生态，其他公链项目将难以匹敌。

4.3垂直细分开发

除了公链本身的不断发展和完善，隐私计算在细分领域也占有一席之地。2018年，出现了一批专注于隐私计算的项目：ARPA、oasis labs、platform、Phala network等，他们使用加密技术或可信硬件为区块链提供隐私保护。这些项目的用例不再局限于链上数据的隐私保护。它们的出现填补了计算环节中数据隐私问题的空白，为现实世界创造了更多可用用例的可能性。目前，隐私计算的商业价值在全球数据市场上Convex显。数据市场上有很多垂直细分领域，如数据交易、人工智能、大数据、云计算等，在目前的数据交易加密市场中，多数项目喊着打破数据孤岛的口号，但这实际上是一个伪命题。数据可以交易的前提是数据的所有权和使用权划分明确，用户的信息可以自己控制。如果对数据来源和使用没有明确的指示或许可，可以随意**和**数据，造成数据冗余或任意伪造。因此，为了构建一个具有良好积极激励的数据市场，有必要构建一个值得信赖的隐私保护机制，规范数据采集、明确所有权、隐私信息和透明交易。这样，数据就可以成为用户的资产而不是附属品，真正解决数据孤岛问题。人工智能行业是现有商业应用中数据暴露最多的行业之一，但目前整个人工智能市场遇到了一个很大的瓶颈：数据相对去中心化，为了提高整个模的准确性，需要尽可能多地获取数据；但是由于数据隐私问题，获取用户的数据越来越困难。这种“矛盾”带来的问题，在整个人工智能产业中已经Convex显出来。隐私计算可以在很大程度上缓解人工智能市场的“矛盾”，因此会有一个更大的新兴市场。目前互联网行业常见的商业模式是用低成本来收集成本，然后用大数据分析来创建和实现数据。例如，当你在社交媒体上点击一个产品时，一些珍宝和一些人会在主页上宣传该产品。毫无疑问，用户的数据在使用产品之初就被“被动”地剥夺了所有权。这些数据存储在第三方平台上，并继续为平台创造利润，同时用户面临信息泄露的风险。区块链的隐私计算是一个很好的切入点。隐私计算可以在大数据计算之前对用户的原始数据进行加密。同时，它可以为提供数据的用户提供经济激励。数据需求者可以购买数据，建立一个既有正向流通又有激励作用的数据市场。然而，目前的隐私计算技术仍然存在着高成本、低效率的瓶颈。在大数据、人工智能等场景下，训练一个模的样本量可能在10万左右，特征量可能需要更多的计算资源，导致运算量大，效率低。实际的商业实施可能需要几年时间才能完成。

4.4隐私项比较

5概述

隐私安全技术在区块链领域得到了极大的关注和发展。许多项目根据自身特点和技术能力选择不同的方向和路径。理论上，他、尼茨克和MPC都可以实现很好的隐私保护，但在效率和成本上还有很大的优化空间。同时，这些技术也很难发展。例如，最初计划使用安全多方计算的enigma在白皮书中将MPC列为其核心技术，但tee技术至今在实践中得到了广泛应用。虽然tee在效率上暂时领先，但它在安全性和隐私性之间有一个折衷方案。一般来说，各个项目的隐私和安全技术的开发还处于不断的研发和工程实施阶段，需要不断的迭代和测试。在真正实施之前，还有很长的路要走，还有很多工作要做。结合上述隐私问题的痛点，我们需要在以下几个方面关注各个项目的发展：1）如何更好地将隐私技术与底层协议连接起来，使隐私保护成为默认的完整协议功能；2）不断优化效率和实现实用性的成本；3）提高项目的效率和成本；它支持可编程性，对开发人员更友好，并促进更广泛的业务场景。私人赛车的竞争仍在继续。虽然最终哪个技术方案和项目会胜出仍不确定，但目前，柏拉图、绿洲实验室和以太坊是最有希望的。最终，隐私权的竞争将落在一般隐私权上。在上述三个发展方向和策略中，最有希望的是采用核心加密技术的私有计算公链和现有的头部公链的自我升级。原因如下：·拥有核心加密技术，一方面意味着本项目采用了最前沿的加密技术，但更重要的是核心团队应具备相关的技术实力。目前，柏拉图和绿洲实验室都符合这一条件。通过隐私计算，这些项目可以满足高强度计算的算力资源需求，解决数据共享问题，从而使人工智能和大数据产业成为这两个领域的垂直公链。另一方面，作为公链的两个公链，它们不仅可以更灵活地与其他两个公共计算链进行竞争，而且还可以使它们的公共计算链更加灵活。隐私计算的公链从核心加密计算技术开始，探索更加专用和通用的应用场景，而以太坊则采用另一种策略。长期以来，以太坊采用渐进式协议升级路线，逐步解决关键问题。在初期，它积累了以安全和智能合约为核心竞争力的先发优势和生态优势，成为一条有价值的头部公链；在随后的迭代升级中，将慢慢解决可扩展性和隐私性问题。目前，以太坊已经通过ZK-rollup在可伸缩性和隐私问题上找到了突破。如果下一步能够成功迭代升级，那么对于绝大多数公链来说，赢家通吃的局面将不可避免。与首创公链和隐私计算公链相比，其他私有智能合约公链核心团队的技术能力略显薄弱，项目规划更多处于概念阶段，但在开发者和用户生态方面不具备竞争优势。由于基础公链强大的网络效应，这些尾部项目很难吸引成熟的公链生态内外的发展，一个发师很难脱颖而出。至于其他隐私工具和协议，则更像是过渡性的解决方案，在某个阶段可能会有一定的实用性和价值，但长远来看会被替代。总之，隐私是整个行业最重要的基本问题之一。技术突破最快、解决方案完善的项目，在整个基础设施的竞争中立于不败之地。从目前的竞争格局来看，拥有核心隐私技术的项目和综合竞争力最强的项目在这条轨道上的潜力**。前者有望成为计算密集行业的去中心化云计算服务，而后者可能成为支持更广泛业务场景的去中心化全球计算机。