NEO匿名交易合约可行性探索

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-01-16 13:45 169阅读 0赞

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0x00 前言

距离上次发博客有一两个月了，这段时间里潜（ku）心（bi）的看区块链的论文，经过好多好多论文及材料的学习，我发现现在区块链发展的一个很有意义的方向就是匿名性，早的有匿名交易如ZeroCash和monero，晚点的有以太访为了匿名的zk-SNARK不惜进行硬分叉，现在对于匿名合约的研究更是大热。然鹅，作为我天朝区块链项目的执牛耳者，NEO居然咩有匿名相关的任何研究及研发资料或者文档，这不科学。所以我就试着去研究了一下在NEO上部署匿名交易合约的可行性。

0x01 不可能完成的任务

和我之前研究NEO上的任意数量安全随机数的可能性一样，我对于在NEO上部署匿名交易合约的结论也是不可行。先把结论挂出来，只需要结果的就可以不用往下看分析了。

为了亲民考虑，我们完全抛开什么零知识证明之类高大上的东西（其实是没看懂）。有感兴趣的可以参考[零知识证明][Link 1]。但是哇，参考是可以的，但是不建议深入研究。这个东西技术细节需要很强的密码学功底，笔者反正是撤了。

0x02 匿名设计

这里我用到的东西是偷的一部分门罗币里CryptoNight构造交易时隐藏用户信息的方法，但是由于这只是博客而已，所以具体用了多少我也不去深究了。

我们先不考虑这些币怎么来的，就说已经存在了。币采用UTXO的形式设计，每个UTXO的结构如下：

![匿名Coin结构设计][Coin]

对于这个系统里的每一个UTXO来说，Coin记录着币本身的信息，这个信息由用户的公钥进行加密，也就是说，假如这个币是李总的，那么这个Coin里的信息就是由李总的公钥来加密的。每一个Coin本身有一个私钥，这个私钥可以在每次交易的时候重新生成，在交易构造完成后，与通常的使用用户自己的私钥进行签名不同，这里使用目标用户的公钥进行签名，之后再用Coin本身私钥对应的公钥进行签名。在交易发布之后，系统只需要对Coin本身的合法性进行验证即可，不需要关心究竟转账或者传递的数据的内容是多少。

也就是说，假如A转账给B，那么交易构造的流程应该是这样的： ![匿名交易构造过程][48c62de981b388f31a0b3b838efc5b790c3.jpg]

首先A从自己的Coin里拿出一个Coin，然后用自己的私钥解密获取Coin本身的key1，生成新的key2并用这个key2替换key1构造新的Coin，构造完成后用B的公钥来对Coin进行加密，之后再用key1添加签名。

交易发出后，系统会验证key1是否和这个UTXO之前的版本相关联。

0x03 双花导致的不可能性 在上面的设计中有一个很严重的bug，就是双花问题，A知道UTXO，而且可以解密UTXO，那么A就可能构造许多许多的交易，而系统又要求匿名性，那么就不能引入对已有交易的直接判断，那如何即知道这笔钱已经被消费了，而又不知道是花的哪笔钱呢？这里就需要用到零知识证明，在零知识证明中，最简单的解释就是公式：f(x)+f(y)=f(x+y)，就是说，我们只知道f(x),f(y)而不知道x和y，但是我们就可以判断出f(x+y)的结果是正确的。在这个系统中，我们可以认为Coin就是x，用户就是y，我们把Coin和用户都通过算法隐藏起来，但是提供两者交互的结果，那么系统就可以验证这个交互的正确性而不需要知道具体的Coin和用户。这样就达到了匿名而又避免了双花问题。然而，在NEO中，NEO并没有对合约开放验证零知识证明需要的密码学计算接口。没有接口也就意味着无法进行零知识证明。因此，至少以目前的分析来看，在NEO合约中部署匿名交易合约是不可能的，除非官方开放相关密码学接口。但是话说回来，零知识证明本身需要的计算量比较大，如果NEO中开放零知识证明的算法接口，那么节点的计算压力将会暴增。

0x04 结语

本文只是笔者一段时间学习结果的小积累，并不一定完全正确，也不代表严谨的区块链研究。如果有人有相关的思路，欢迎交流。

转载于:https://my.oschina.net/u/2276921/blog/2221939

[2019_Python_]: https://my.oschina.net/u/2663968/blog/3061697
[hot3.png]: /images/20220114/3bd0a93fe2904ced96d6f5d3cfe3be1a.png
[Link 1]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/24440530
[Coin]: /images/20220114/a07c0babc9d748b0ad3e42817798c0bf.png
[48c62de981b388f31a0b3b838efc5b790c3.jpg]: /images/20220114/157c465668a94c6aa4b00e1637eddda1.png