Historia rozwoju prywatności w dziedzinie kryptowalut

Autor: milian

Tłumaczenie: AididiaoJP, Foresight News

Każda wielka fala technologiczna zaczyna się od zastosowań specjalistycznych lub dla jednej grupy, a dopiero później rozwija się w kierunku zastosowań ogólnych lub dla wielu grup.

Wczesne komputery wykonywały tylko jedno zadanie naraz: łamały szyfry, przetwarzały spisy ludności, obliczały trajektorie balistyczne. Dopiero później stały się maszynami współdzielonymi i programowalnymi.

Internet początkowo był małą, punkt-punkt siecią badawczą (ARPANET), a dopiero potem rozwinął się w globalną platformę, na której miliony ludzi mogą współpracować w ramach współdzielonego stanu.

Sztuczna inteligencja podążała tą samą ścieżką: wczesne systemy były wąskimi modelami eksperckimi, stworzonymi dla jednej dziedziny (silniki szachowe, systemy rekomendacji, filtry antyspamowe), a później przekształciły się w modele ogólnego przeznaczenia, zdolne do pracy w wielu dziedzinach, dostrajane do nowych zadań i stanowiące wspólną bazę dla innych aplikacji.

Technologia zawsze zaczyna się od trybu wąskiego lub jednoosobowego, zaprojektowanego dla jednego zastosowania lub jednej osoby, a dopiero potem rozszerza się na tryb wieloosobowy.

Właśnie w tym miejscu znajduje się dziś technologia prywatności. Technologia prywatności w świecie kryptowalut nigdy tak naprawdę nie wyszła poza „wąskie” i „jednoosobowe” ramy.

Aż do teraz.

Streszczenie:

• Technologia prywatności podąża tą samą trajektorią rozwoju co komputery, internet i sztuczna inteligencja: systemy specjalistyczne, jednoosobowe, potem ogólne, wieloosobowe.

• Prywatność kryptowalut utknęła w wąskim, jednoosobowym trybie, ponieważ wczesne narzędzia nie wspierały współdzielonego stanu.

• Prywatność 1.0 to prywatność jednoosobowa o ograniczonych możliwościach wyrazu: brak współdzielonego stanu, głównie oparta na zero-knowledge proofs, dowody generowane po stronie klienta, deweloperzy muszą pisać dedykowane obwody, doświadczenie trudne.

• Wczesna prywatność zaczęła się w 2013 roku od CoinJoin na bitcoinie, potem pojawiły się Monero w 2014, Zcash w 2016 oraz późniejsze narzędzia na Ethereum, takie jak Tornado Cash (2019) i Railgun (2021).

• Większość narzędzi Prywatność 1.0 opiera się na zero-knowledge proofs po stronie klienta, co prowadzi do pomieszania „zero-knowledge proofs dla prywatności” z „zero-knowledge proofs dla weryfikacji”, mimo że wiele obecnych systemów „zero-knowledge” jest projektowanych do weryfikacji, a nie prywatności.

• Prywatność 2.0 to wieloosobowa prywatność z szyfrowanym współdzielonym stanem, oparta na multi-party computation lub w pełni homomorficznym szyfrowaniu, gdzie użytkownicy mogą współpracować prywatnie tak, jak współpracują na publicznym współdzielonym stanie Ethereum i Solana.

• Szyfrowany współdzielony stan oznacza, że świat kryptowalut wreszcie ma uniwersalny komputer szyfrujący, otwierając nową przestrzeń projektową: dark pools, prywatne pule płynności, prywatne pożyczki, blind auctions, confidential tokens oraz nowe rynki kreatywne, nawet na istniejących transparentnych łańcuchach.

• Bitcoin wprowadził publiczny izolowany stan; Ethereum wprowadziło publiczny współdzielony stan; Zcash wprowadził szyfrowany izolowany stan; Prywatność 2.0 wypełnia ostatni element układanki: szyfrowany współdzielony stan.

• Arcium buduje taki komputer szyfrujący, architekturą przypominający sieci dowodowe jak Succinct, ale zamiast zero-knowledge proofs używa multi-party computation, a narzędzie Arcis kompiluje Rust do programów multi-party computation, umożliwiając wieloosobowe szyfrowane obliczenia.

• Nowe aplikacje oparte na Prywatności 2.0 to m.in.: Umbra wykorzystująca Arcium do prywatnych pul z confidential balances i exchange, Pythia z prywatnymi rynkami okazji, Melee z nadchodzącymi rynkami opinii z prywatnymi kursami i rozstrzygnięciami.

Aby zrozumieć, jak doszliśmy do obecnego punktu i dlaczego szyfrowany współdzielony stan jest tak ważny, trzeba zacząć od genezy technologii prywatności.

Prywatność 1.0

Pierwsza burza prywatności kryptowalut rozpoczęła się tutaj.

Użytkownicy dzięki mikserom, prywatnym pulom płynności i prywatnym kryptowalutom wreszcie uzyskali prywatność transakcji. Część tych aplikacji napotkała później problemy prawne, wywołując debatę, czy i jak narzędzia prywatności powinny radzić sobie z nielegalną działalnością.

Prywatność 1.0 zapoczątkowała tryb prywatności jednoosobowej. Możliwa była koordynacja, ale nie dynamiczna współpraca jak na programowalnych blockchainach, a możliwości wyrazu prywatności były ograniczone.

Główne cechy Prywatności 1.0:

• Brak współdzielonego stanu, prywatność w „trybie jednoosobowym”, ograniczony zakres zastosowań

• Głównie oparta na technologii zero-knowledge proofs

• Zero-knowledge proofs po stronie klienta zapewniają najwyższą prywatność, ale złożone aplikacje działają wolno

• Doświadczenie dewelopera trudne, konieczność pisania dedykowanych obwodów do budowy aplikacji prywatnościowych

Początki prywatności kryptowalut sięgają bitcoina, na długo przed wejściem zaawansowanych technik kryptograficznych jak zero-knowledge proofs. Wczesna prywatność bitcoina nie była prawdziwą „kryptograficzną prywatnością”, lecz sprytną techniką koordynacji mającą na celu zerwanie deterministycznych powiązań w publicznym rejestrze.

Pierwszy był CoinJoin z 2013 roku, gdzie użytkownicy łączyli wejścia i wyjścia transakcji, by zamaskować relacje płatności. Prawie nie używał kryptografii, ale wprowadził prywatność na poziomie transakcji.

Później pojawiły się CoinShuffle (2014), JoinMarket (2015), TumbleBit (2016), Wasabi (2018), Whirlpool (2018) i inne, wszystkie oparte na procesach mieszania, by utrudnić śledzenie bitcoina. Niektóre wprowadzały zachęty, inne warstwowe szyfrowanie lub poprawiały UX.

Żadne z nich nie zapewniało silnej kryptograficznej prywatności. Rozmywały powiązania, ale nie dawały matematycznych gwarancji i bezufnej prywatności, jaką później przyniosły systemy zero-knowledge proofs. Opierały się na koordynacji, heurystykach i losowości mieszania, a nie formalnych dowodach anonimowości.

Prywatne kryptowaluty

Monero pojawiło się w 2014 roku jako pierwsza poważna próba zbudowania w pełni prywatnego blockchaina do prywatnych transferów, a nie jako narzędzie prywatności do transparentnego blockchaina. Model opiera się na probabilistycznej prywatności ring signatures, gdzie każda transakcja domyślnie miesza prawdziwe wejście z 16 przynętami. W praktyce takie ustawienie może być osłabione przez ataki statystyczne jak MAP decoder lub ataki na warstwie sieciowej, co zmniejsza efektywną anonimowość. Przyszłe aktualizacje jak FCMP mają rozszerzyć anonimowy zestaw na cały łańcuch.

Zcash zadebiutował w 2016 roku, wybierając zupełnie inną ścieżkę niż Monero. Nie opiera się na probabilistycznej prywatności, lecz od początku jest tokenem zero-knowledge proofs. Wprowadza pulę prywatności napędzaną przez zk-SNARKs, zapewniając użytkownikom kryptograficzną prywatność, a nie ukrywanie się wśród przynęt. Przy poprawnym użyciu transakcje Zcash nie ujawniają nadawcy, odbiorcy ani kwoty, a anonimowość rośnie z każdą transakcją w puli prywatności.

Pojawienie się programowalnej prywatności na Ethereum

Tornado Cash (2019)

Tornado Cash pojawiło się w 2019 roku, po raz pierwszy umożliwiając programowalną prywatność na Ethereum. Choć ograniczoną do prywatnych transferów, użytkownicy mogli po raz pierwszy zdeponować aktywa w smart kontrakcie miksera, a następnie wypłacić je za pomocą zero-knowledge proof, uzyskując prawdziwą prywatność na transparentnym łańcuchu. Tornado było szeroko legalnie używane, ale po masowym wykorzystaniu przez DPRK do prania pieniędzy popadło w poważne kłopoty prawne. To uwypukliło konieczność wykluczania nielegalnych uczestników dla integralności puli płynności, co dziś jest standardem w nowoczesnych narzędziach prywatności.

Railgun (2021)

Railgun pojawił się nieco później w 2021 roku, mając na celu rozwinięcie prywatności Ethereum poza proste mieszanie, umożliwiając prywatne interakcje z DeFi. Pozwala nie tylko na mieszanie depozytów i wypłat, ale także na prywatne interakcje z smart kontraktami za pomocą zero-knowledge proofs, ukrywając salda, transfery i operacje on-chain, przy jednoczesnym rozliczaniu na Ethereum. To duży krok naprzód względem modelu Tornado, zapewniając trwały prywatny stan w smart kontrakcie, a nie tylko cykl mieszania i wypłat. Railgun nadal jest aktywny i używany w niektórych kręgach DeFi. To jedno z najbardziej ambitnych podejść do programowalnej prywatności na Ethereum, choć UX pozostaje główną barierą.

Zanim przejdziemy dalej, trzeba wyjaśnić jedno powszechne nieporozumienie. Wraz z popularyzacją systemów zero-knowledge proofs wiele osób uważa, że „zero-knowledge” oznacza prywatność. To nieprawda. Większość dzisiejszych technologii „zero-knowledge” to dowody ważności, które świetnie sprawdzają się przy skalowaniu i weryfikacji, ale nie zapewniają żadnej prywatności.

Rozbieżność między marketingiem a rzeczywistością przez lata prowadziła do nieporozumień, mieszając „zero-knowledge proofs dla prywatności” z „zero-knowledge proofs dla weryfikacji”, mimo że rozwiązują zupełnie inne problemy.

Prywatność 2.0

Prywatność 2.0 to prywatność w trybie wieloosobowym. Użytkownicy nie działają już samotnie, lecz mogą współpracować prywatnie tak, jak na programowalnych blockchainach.

Główne cechy Prywatności 2.0:

• Szyfrowany współdzielony stan, prywatność w „trybie wieloosobowym”

• Oparta na multi-party computation i w pełni homomorficznym szyfrowaniu

• Założenia zaufania dla prywatności wynikają z multi-party computation. W pełni homomorficzne szyfrowanie dzieli te same założenia, bo deszyfrowanie progowe szyfrowanego współdzielonego stanu wymaga multi-party computation

• Obwody są zautomatyzowane, deweloper nie musi pisać dedykowanych obwodów (chyba że chce)

To możliwe dzięki komputerowi szyfrującemu, który pozwala wielu osobom współpracować na szyfrowanym stanie. Multi-party computation i w pełni homomorficzne szyfrowanie to kluczowe technologie bazowe—obie umożliwiają obliczenia na zaszyfrowanych danych.

Co to oznacza?

Model współdzielonego stanu napędzający Ethereum i Solana może teraz istnieć w warunkach prywatności. To nie jest pojedyncza prywatna transakcja ani narzędzie do prywatnego udowadniania czegoś, lecz uniwersalny komputer szyfrujący.

Otwiera to zupełnie nową przestrzeń projektową w kryptowalutach. Aby zrozumieć dlaczego, trzeba spojrzeć na ewolucję stanu w świecie kryptowalut:

• Bitcoin wprowadził publiczny izolowany stan

• Ethereum wprowadziło publiczny współdzielony stan

• Zcash wprowadził szyfrowany izolowany stan

Brakowało szyfrowanego współdzielonego stanu.

Prywatność 2.0 wypełnia tę lukę. Tworzy nowe gospodarki, aplikacje i zupełnie nowe obszary. Moim zdaniem to największy przełom w kryptowalutach od czasu smart kontraktów i oracles.

Arcium buduje tę technologię.

Architektura przypomina sieci dowodowe jak Succinct czy Boundless, ale zamiast zero-knowledge proofs do weryfikacji wykonania, używa multi-party computation do obliczeń na zaszyfrowanych danych.

W przeciwieństwie do SP1 czy RISC Zero, które kompilują Rust do programów zero-knowledge proofs, Arcium i Arcis kompilują Rust do programów multi-party computation. Mówiąc prosto: komputer szyfrujący.

Inna analogia to „Chainlink dla prywatności”.

Prywatność niezależna od łańcucha i aktywów

Arcium jest projektowany jako niezależny od blockchaina, może łączyć się z dowolnym istniejącym blockchainem, umożliwiając szyfrowany współdzielony stan na transparentnych łańcuchach jak Ethereum czy Solana. Użytkownicy nie muszą opuszczać znanego ekosystemu, by uzyskać prywatność. Najpierw zadebiutuje na Solanie, a wersja Alpha mainnetu pojawi się w tym miesiącu.

Zcash i Monero mają prywatność wbudowaną w swoją walutę. To skuteczne, ale tworzy świat walut o własnej zmienności. Arcium wybiera ścieżkę niezależną od aktywów, dodając prywatność do istniejących aktywów użytkowników. To inne kompromisy, ale elastyczność jest ważna dla użytkowników.

Dzięki temu niemal każdy przypadek użycia wymagający prywatności może działać na komputerze szyfrującym.

Wpływ Arcium wykracza poza kryptowaluty. To nie blockchain, lecz komputer szyfrujący. Ten sam silnik nadaje się również do zastosowań w tradycyjnych branżach.

Aplikacje i funkcje od zera do jedynki

Szyfrowany współdzielony stan otwiera w kryptowalutach niespotykaną dotąd przestrzeń projektową. Stąd pojawiają się takie aplikacje:

@UmbraPrivacy: Solana Privacy Pool. Umbra wykorzystuje Arcium do funkcji, których Railgun nie potrafi, wspierając confidential balances i prywatną wymianę, a jednocześnie obsługując transfery za pomocą zero-knowledge proofs. Przy minimalnych założeniach zaufania oferuje znacznie więcej niż proste prywatne transfery i zapewnia zunifikowane SDK privacy pool, które każdy projekt może zintegrować, by uzyskać prywatność transakcji na Solanie.

@PythiaMarkets: rynki okazji z prywatnym oknem dla sponsorów. Nowy typ rynku informacyjnego, gdzie zwiadowcy obstawiają niewykorzystane okazje, a sponsorzy odkrywają informacje bez ujawniania alfy.

@MeleeMarkets: predykcyjne rynki z bonding curve. Podobne do Pumpfun, ale dla predykcyjnych rynków. Im wcześniej wejdziesz, tym lepsza cena. Powstanie rynek opinii, gdzie użytkownicy mogą wyrażać prawdziwe poglądy, kursy pozostają prywatne, rozstrzygnięcia są tajne, co rozwiązuje problem groupthink i manipulacji oracle. Arcium zapewni potrzebną prywatność dla rynku opinii i prywatnych rozstrzygnięć.

Dark pools: Projekty takie jak @EllisiumLabs, @deepmatch_enc oraz demo dark pool Arcium wykorzystują szyfrowany współdzielony stan do prywatnych transakcji, eliminując frontrunning i znikające oferty, zapewniając najlepszą cenę wykonania.

Gry on-chain: Arcium umożliwia uruchamianie ukrytych stanów i CSPRNG w szyfrowanym współdzielonym stanie, przywracając tajność i sprawiedliwą losowość. Gry strategiczne, karciane, fog of war, RPG i gry blefu wreszcie mogą działać on-chain. Kilka gier już działa na Arcium.

Prywatne perpetuals, prywatne pożyczki, blind auctions, szyfrowane uczenie maszynowe i kolaboracyjne trenowanie AI to kolejne ekscytujące przypadki użycia w przyszłości.

Poza tymi przykładami, niemal każdy produkt wymagający prywatności można zbudować. Arcium daje deweloperom pełną swobodę dzięki uniwersalnemu silnikowi szyfrowanych obliczeń, a Umbra oferuje SDK do transferów i wymian na Solanie. Razem sprawiają, że wdrożenie prywatności na Solanie jest proste zarówno dla złożonych systemów, jak i prostych integracji.

Confidential SPL: Nowy standard prywatnych tokenów na Solanie

Arcium buduje także C-SPL, czyli standard confidential tokenów na Solanie. Rozwiązuje on bolączki poprzednich standardów „Prywatność 1.0” na Solanie: trudną integrację, ograniczoną funkcjonalność, brak dostępności dla programów on-chain. C-SPL poprawia te aspekty, eliminując tarcia, które hamowały adopcję confidential tokenów.

Dzięki temu confidential tokeny łatwo zintegrować z dowolną aplikacją, bez dodatkowego obciążenia dla użytkownika.

Poprzez integrację SPL Token, Token-2022, rozszerzenia privacy transfer oraz szyfrowanych obliczeń Arcium, C-SPL zapewnia praktyczny, w pełni komponowalny standard dla confidential tokenów na Solanie.

Zakończenie

Wciąż jesteśmy na wczesnym etapie tej fali rozwoju, a pole jest szersze niż jakiekolwiek pojedyncze podejście. Zcash i Monero nadal rozwiązują ważne problemy w swoich domenach, a wczesne narzędzia prywatności pokazały, co jest możliwe. Szyfrowany współdzielony stan rozwiązuje zupełnie inny wymiar problemu, umożliwiając wieloosobowe prywatne operacje na tym samym stanie bez opuszczania istniejącego ekosystemu. To uzupełnienie brakującego elementu, a nie zastąpienie przeszłości.

Prywatność stopniowo przekształca się z opcjonalnej funkcji specjalistycznej w kluczowy element budowy aplikacji. Nie wymaga już nowej waluty, nowego łańcucha czy nowego systemu gospodarczego, a jedynie poszerza zakres możliwości deweloperów. Poprzednia era ustanowiła publiczny współdzielony stan jako fundament, a kolejna rozszerzy ten fundament o szyfrowany współdzielony stan, dodając brakującą dotąd warstwę.