Web3.0时代下的隐私守护者

文章来源：Odaily星球日报 

隐私权每个人的基本权利。

1993年，埃里克·修斯在其著名的《朋克宣言》开头变提出：

Privacy is necessary for an open society in the electronic age. Privacy is not secrecy. A private matter is something one doesn't want the whole world to know, but a secret matter is something one doesn't want anybody to know. Privacy is the power to selectively reveal oneself to the world.

隐私在电子时代开放型社会不可或缺。隐私不是秘密。某人不想让全世界知道某事，这是隐私；某人不想让任何人知道某事，这才是秘密。隐私是一种把自己选择性地展现给世界的权力。

 显然，在数字互联网时代，隐私保护成为每个人面临的最基本的需求，也是最严峻的挑战。并被认为是Web3.0的重要方向之一。

Zcash等隐私币曾试图弥补该市场需求，但是在Web3时代，智能合约以及链外数据的隐私保护和隐私计算已经成为新的刚需。

但作为一种「刚需的存在」，越来越多的头部VC和开发者仍在入场，隐私赛道的角逐在2021年下半年以来日益激烈，协议与应用层都诞生了诸多主打隐私的项目，其中一些项目尝试利用可信执行环境（TEE）、多方安全计算等方式保护数据隐私 (区块链混合架构) ，例如身份信息、医疗信息，一些项目则专注于使用 ZKP (零知识证明数据) 等解决方案来保护交易信息以及合约逻辑。

基于前述介绍与趋势，我们对当下的Web3隐私赛道进行了全面梳理，首先对当前区块链面临的隐私问题，主流的隐私保护技术，然后讲隐私赛道的主要项目划分为隐私计算网络、隐私交易网络、隐私应用、隐私币等四大版块，并对各个版块的主要项目做了大致梳理。

隐私保护为何如此重要？

隐私保护对于巨鲸用户来说迫在眉睫。

3 月 11 日凌晨，Cosmos 智能合约平台 Juno 在治理平台发起提案，拟升级合约并从鲸鱼玩家账户中删除 JUNO 资产，并全部向 Juno 社区资金池发送，仅为该账户保留合理的 5 万个 JUNO，该用户实际质押超 310 万个 JUNO，这意味着约 305 万个 JUNO 将被项目方没收，按目前 39.6 美元的价格计算，该笔资产价值 1.2 亿美元。这是首次大户被DAO直接提议没收资产。巨鲸用户未来如何保护好自己的财产等隐私，迫在眉睫。

然而作为一个普通用户，你依然面临着非常严重的隐私保护问题。

当你每次在饭店吃饭，通过扫码去填写你的手机号码点餐的时候，你会担心你的电话号码被不知名的中心化应用开发团队收集并且用来出售吗？即使Facebook（Meta前身）这样的巨头，其持续的爆出泄露数亿用户的隐私，你会担心你自己的个人信息、私密文档等被挂在黑市上进行售卖？从欧洲GDPR 2018年颁布依赖，目前已经产生了超过900起罚款，罚款金额高达15.4亿欧元。

当你的区块链账户之间的交易关系，跟你的Twitter好友关系网被抓取，你会担心抓抓取者通过一定的拓扑分析技术，从而关联上你的身份和区块链账户，导致个人资产信息泄露。

当俄入侵乌克兰，中心化交易所对俄国用户区块链账户进行冻结的时候，你是否会担心你的账户也面临着可能被随时冻结的风险？

隐私权是每个人的基本权利，如果当我们的资产时刻都暴露在其他机构的分析面板上，同时时刻面临着隐私信息被任意滥用，我们的自由终将收到极大的影响。希望本文通过对Web3.0隐私赛道的全面分析可以大家认识，并且采取一定的措施对自己的资产进行保护。

隐私保护目标

针对常见的Web3的隐私泄露问题，我们在如下表格做了简单总结。

区块链隐私保护技术发展历史

隐私保护技术随着区块链的发展快速发展，这里我们进行简单的脉络梳理。

盲签名：David Chaum于1983年提出，盲签名与一般的数字签名不同，一般的数字签名思想是产生一串仅发送者能够产生的别人无法伪造的数字串，这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。不同的是，盲签名的签名者是不知道其所签名消息的具体内容，仅在未来某一时刻（以公证人的身份）证明签名的真实性。早期David在E-Cash中用到。

CryptoNote 和环签名：CryptoNote(CryptoNight) 是区块链隐私技术的鼻祖，从概念上讲，分布式网络中，CryptoNote 利用可跟踪环签名加密技术来混淆一组节点之间的消息。CryptoNote 协议的改进已被证明能够在可拓展级别的操作中产生高级别的匿名性。Bytecoin 也是采用 CryptoNote 的先行者，发布于 2012 年。匿名币市值最高的 Monero也是基于 CryptoNote 协议的加密货币。

zk-SNARKS：ZCash 背后的协议就是 zk-SNARKs 。 zk-SNARKs 是新颖的零知识加密算法，允许一方（证明者）在无需透露某一陈述的实际内容的前提下，向另一方（验证者）证明该陈述是正确的。自从 Zcash 发布以来，zk-SNARKs 已经被应用于不同的区块链技术。基于 Zcash 已经分叉了诸多其他匿名币，包括 Komodo、Zcoin、Horizon 等,zk-SNARKs 协议几乎支撑了匿名币半壁江山；

TEE 可信任执行环境（Trusted Execution Enviorments）：可信执行环境是近来流行的把可信计算引入区块链中的方法。例如，Intel 的软件保护扩展（SGX） TEE 技术隔离了代码执行、远程证明、安全配置、数据安全存储以及代码执行的可信路径。在 TEE 中运行的 APP 受到安全保护，几乎不可能被第三方访问。基于 TEE 技术的相关项目有诸如SecretNetwork、Oasis、Eigen Network 等。

MimbleWimble 协议：MimbleWimble 协议出自 2016 年，是为了提高数字货币的可扩展性、隐私和可替代性，其结合保密交易、交易混合和蒲公英协议等多重隐私保护技术，保护交易金额和交易地址，使其在保护交易隐私的同时简化了交易大小，基于 MimbleWimble 协议诞生了 Grin和Beam两个双子星明星项目，并得到了市场的高度认可。

zk-STARKS：由三角理论可知，由于证明的复杂性随着数据库的大小线性增长，zk-SNARKs 的一个挑战就是难以大规模应用。是一种比 zk-SNARKs 更快的的替代性方案 zk-STARKs 。zk-STARKs 用更简单的对称加密，即抗冲突哈希函数，因此不需要受信任的初始设置。同时，zk-STARKs 消除了 zk-SNARKs 的数论假设，这种假设需要消耗大量的算力，而且容易被量子计算机攻击。这使得 zk-STARKs 能够快速生成，并且抗量子，因为其不再使用椭圆曲线和指数假设。

项目分类和典型实现

匿名币：匿名币就是在交易过程中隐藏交易金额、隐藏发送方与接收方的一种特殊的区块链代币。其中典型的基于CoinJoin技术的Dash，基于环签名和一次性地址技术的门罗币，基于zk-SNARKs技术的大零币以及基于承认协议的Grin等。由CoinJoin到承诺协议以及到zk-SNARKs, 基本代表着零知识证明技术的持续发展。

隐私交易网络：隐私交易网络主要针对链上交易数据（持有或交易的币种类型与数量）进行隐私化处理，通过零知识证明等技术原生支持用户进行隐私交易，支持在该协议开发更多类型的隐私应用。这一类项目主要基于通用零知识证明虚拟机、混币、网络混淆方案等方案。零知识证明方案典型的包括以Aztec为代表的基于零知识虚拟机为基础构建ZKP虚拟机来实现合约等隐私保护，其他还包括Dusk、Suterusu，Aleo、Espresso、Iron fish以及Zecrey等；混币主要包括Tornado，CoinMixer、Onion Mixer等；网络混淆方案，包括XXNetwork，NYM，HOPR等。

隐私协议和应用：基于隐私交易网络或者隐私计算技术构建的，针对用户资产、用户交易记录以及用户行为进行隐私保护；例如隐私跨链桥、邮件、资产加密、机密交易等；典型的包括支持资产加密和交易加密的Railgun，隐私交易以及交换协议Eigen Network、隐私计算中间件Automata、跨链隐私保护中间件Raze Network、去中心化VPN Boring protocol、去中心化邮件服务DMail等。

隐私计算网络以及协议： 隐私计算协议主要从数据的产生、收集、保存、分析、利用、销毁等环节对隐私进行保护，除了常见的链上数据等场景外，还与传统互联网在分布式场景下的数据分析和挖掘深度结合。这一类通常借助于TEE、sMPC以及全同态等适合大规模数据处理和分析的隐私计算技术，其中典型的包括Oasis、Platon、SecretNetwork、ALEPH ZERO 、Ruby等。

项目介绍

下面我们针对以上每个分类下的典型项目进行介绍，给Web3.0下面的典型隐私守护者进行介绍。

匿名币

MONERO（XMR） 

UTXO模型，基于CryptoNote 协议(2012年提出，Bytecoin)来对一组节点之间的消息进行混淆。

实现匿名支付。CryptoNote使用了一次性隐私地址和环签名技术。一次性隐私地址，降低不同交易之间地址的关联性。发送方和接收方通过秘钥来确认交易是否有效（One-time-stealth）。这种协议明显增强了接收方的隐私安全。这个方案就是典型的基于ECDH的地址隐藏方案。

环签名则增强了发送方的隐私安全。环签名则是将资金通过一个对外公布的环地址进行发送，从而保证无人可以知道真实的发送方。

Dash（DASH）

最早从Litecoin分叉而来，支持InstantSend和PrivateSend。PrivateSend是基于CoinJoin的混币技术。

PrivateSend使用了CoinJoin(合币)，CoinJoin最先由Gregory Maxwell于2013年在比特币论坛提出，其核心思想是将多个不同用户的输入和输出放置在同一笔交易中，使得交易之外的第三方难以辨识输入和输出的对应关系。目前来看这一类技术优势已经很微弱。

Zcash（ZEC）

早期的基于比特币结合zk-SNARK,研发者是威尔科克斯（Zooko Wilcox）。Zcash的大部分代码与比特币极其相似，是基于比特币代码基础上进行修改的分支，它保留了bitcoin原有的模式，例如它每4年减半一次，总量是2100万枚。与BTC不同的是，它自动隐藏了交易信息（发送者、接收者、交易额），且只有拥有私钥的人才有权限查看交易信息。用户拥有完全的控制权，并可以自己选择向其他人提供查看秘钥。

Grin（MWC）

Confidential Transactions, 保密交易(CT)的概念问世于2013年，由Blockstream的首席执行官Adam Back首次提出，随后被比特币开发人员Gregory Maxwell拓展延伸。Maxwell在第一部分概述了提到的“同质化”与“弱匿名性”等问题，提出了相应的解决方案。CT采用Pedersen承诺方案，实现只有交易参与方才能知晓具体数值。

Mimblewimble protocol（Andrew Poelstra, 2016）进一步扩展了CT，交易地址和金额都可以隐藏，并且通过Cut-Through mechanism可以减少区块的大小。

MW则是基于承诺协议进行金额保护。MW整个交易过程中不需要地址，使用致盲因子作为私钥。

隐私交易网络

Aztec Network

和多数隐私网络不同，Aztec Network是建立在Layer 2的隐私交易网络，主网已于2020年11月上线。Aztec协议使用零知识证明实现以太坊上的加密交易，使得事务逻辑得以验证，同时保持匿名隐私。Aztec Private Rollup 只用一个Rollup就可以隐藏 Layer 1 DeFi 的交易。这种隐私保护使其无法跟踪用户何时交易代币，以及使用了哪些协议进行交易。此外，Aztec 结合了同态加密、range proofs，选择一种加密数据的独特方案，可以快速有效地验证零知识范围证明，降低了以太坊上交易的gas成本。甚至Aztec DeFi 桥接器能够在每个Rollup中批量处理数千笔交易，在各种操作中能至少节省 10 倍的gas费用。

Aztec团队提出了Plonk协议，提供了通用电路的ZKP协议，相对Sonic协议（支持通用可升级的CRS，证明大小固定，但是验证成本很高）,Plonk协议化进一步将Sonic中的证明大小减少了一倍，且证明时间可以降低5倍。

Aleo

专注于构建开发者友好的隐私公链。

Aleo使用零知识密码学来实现隐私和可编程性，并将其用作名为 ZEXE（零知识执行）的系统的基础。在 ZEXE 中，用户离线执行状态转换。这个过程产生⼀个证明，它被捆绑到⼀个链上交易中。该交易通过消费/ 创建链上记录来更新系统状态。因为交易仅包含证明，而不包含生成证明的输入，系统提供了强大的隐私保证。与以太坊⼀样，ZEXE 可以支持智能合约，使用户能够以预定义的方式交互或转移价值。

提供开发隐私应用的全套工具链，包括编辑器Aleo Studio、编程语言LEO以及包管理器Aleo Package Manager以及零知识计算操作系统snarkOS。 其核心在于给开发者构建一个容易开发ZKP应用的工具链。

NYM

2021年完成1300 万美元的 A 轮融资，2022年1月份上线基于Cosmos的区块链主网Nym。

Nym是一种Web3隐私基础设施，已于今年1月发布基于Cosmos的区块链主网Nyx，并已在Nyx上为其Nym主网生成了第一个区块。Nym的隐私保护重点是应用程序、钱包和区块链，其主要技术是一个在网络级别提供隐私保护的混合网络（mixnet）。任何互联网流量中通信的元数据都会被 Nym 混合网络删除，无论是在加密交易中通过点对点网络广播，还是用于客户端或任何其他类型的应用程序之间发送的消息。混合网络是一个以多层格式（multi-layered）排列的去中心化计算机网络。用户不通过互联网发送消息，而是在他们自己的设备上将消息包转换为加密的「Sphinx数据包」。「Sphinx数据包」的格式会将所有数据包呈现为统一大小，因此无法轻松跟踪。在混合网络的每一层中，被称为「混合节点」的计算机会将用户的互联网流量与其他用户的流量混合在一起。这使得最老练的对手也无法监控整个网络，因为他们无法再跟踪数据包和分析通信模式。

Tornado Cash

Tornado Cash是基于零知识证明在以太坊上实现的隐私交易应用，也是目前以太坊上最受欢迎的隐私应用。它使用zk-SNARK技术，能够以不可追溯的方式将ETH以及ERC20代币（目前支持DAI，cDAI，USDC，USDT，WBTC）发送到任何地址。在实际使用中，用户需要先将加密货币存入隐私池中并获得一笔存款凭证，未来用户可以通过存款凭证可以向任何地址中提取先前存入的加密货币。由于在存款凭证的生成和使用时转账的数据都不包含凭证本身，因此可以保证存取款两笔转账完全独立。另外，由于中继服务的存在，取款时的以太坊地址甚至不需要拥有支付转账费用的ETH，即可以提款至完全空白的地址。类似的项目还包括Onion Mixer等。

隐私协议和应用

Railgun 

该协议可以直接通过以太坊网络与目前现有的大部分DeFi 协议进行交互，比如交易和借贷等，而不需要借助侧链、Layer 2 或其他区块链网络。同时，Railgun在隐私和匿名系统的基础上提供了一套可以直接部署以太坊应用的适配器（Adapt Modules）。同时，Railgun还拓展到了BSC、Solana、Polygon等多条公链，实现了多链部署。

Eigen Network

Eigen Network提供匿名支付、隐私交换以及隐私计算网络。Eigen Network有两款产品，主打个人资产安全和隐私的EigenSecret，以及隐私计算网络EigenShare。

Eigen Secret旨在通过自托管的且模块化的合约钱包为入口，提供了一系列可组合的资产隐私保护工具。基于模块化的智能合约钱包提供个人资产的细粒度管理，其模块化设计使得Eigen的合约钱包可以快速跟其混币器、隐私交易所等集成，实现个人资产、交易以及资产交换隐私保护。EigenMixer使用Plonk和TEE Relay实现，Eigen隐私交易所采用ZKP以及Mixer实现地址和订单信息隐藏。目前EigenSecret部分功能已经开始公测。

EigenShare作为隐私计算网络，通过TEE和sMPC技术，提供链上数据隐私保护和分布式隐私计算。在去中心化金融领域，隐私保护下的交易数据从根本上起到了对抗MEV、DeFi定向狙击的作用。

Manta

Manta Network是波卡生态上专注于DeFi的隐私保护网络，以波卡平行链的方式提供完整的端到端隐私保护。其第一款产品名为MantaSwap，是一个注重隐私的去中心化交易所。

Manta于去年12月发布测试网 Dolphin Testnet，并上线基于zkSNARK的隐私支付功能DolphinPay，DolphinPay可以将波卡生态内的资产转换为隐私代币，并支持隐私代币的转账以及赎回。

2月15日，Manta Network宣布获得 Binance Labs 的战略投资。此前，Manta Network 的 Kusama 先行网 Calamari Network 以218,000 KSM 的社区众贷参与数量成功拍下了一条 Kusama 平行链。

Automata

Web3隐私中间件。

基于Intel SGX & Oblivious RAM技术实现。Oblivious RAM主要是用来解决Intel SGX的侧信道攻击问题。

目前 Automata Network 将会陆续推出相关隐私保护应用例如匿名投票 (Witness) 和 DEX 防提前交易系统

2021年，在新加坡时间 3 月 8 日宣布完成100 万美元种子轮融资。种子轮参与者包括KR1, Alameda Research, IOSG Ventures, Divergence Capital 和 Genesis Block Ventures。本轮融资将用于团队扩张，包括产品开发、技术研究、与社区运营等

隐私计算网络 

PlatOn  

分布式隐私计算网络，支持AI等多种复杂隐私任务。连接数据所有者、数据使用者、算法开发者和算力提供者，并计划通过隐私计算网络、人工智能市场及协同人工智能网络三个阶段实现通用人工智能网络，PlatON主网已于2021年底上线。

PlatON隐私解决方案主要面向综合性数据流动场景，解决数据的使用权和安全使用等问题，并支持两类不同的隐私计算，一类是安全多方计算，一类是隐私外包计算。

ALEPH ZERO 

波卡生态基于Substrate的公链。其隐私层Liminal 是一个原生隐私框架，结合ZK-SNARKs和sMPC的优势实现通用跨链隐私层。使用zk-SNARKs 来实现链上的可验证部分功能，使用sMPC来执行链外的计算。具体如何实现隐私保护尚未公开。

Oasis 

2020年11月19日上线。主体分为共识层和ParaTimes层，共识层基于Tendermint BFT实现，ParaTimes可以理解为合约执行环境。在这个合约执行环境，可以并行执行多种合约，并且自行定制合约的状态。 因此这种架构可以较好的扩展整个链的性能。 目前上线的Oasis-ETH ParaTime支持EVM。支持涉及到敏感数据处理的隐私计算应用。

Ruby protocol

重点打造个人数据货币化的加密基础设施，基于函数加密（FE）实现数据共享以及CP-ABE密文策略的属性加密方案，同时提供数据市场、数据定价模型以及数据版权保护机制。

Web3 grant项目,2022年完成730万美元的新一轮融资。

以上就是我们对目前比较典型的隐私保护项目的介绍，但是并不构成投资建议。主要是从行业研究方面进行分析，请广大读者理解。

总结

隐私赛道蓬勃发展，特别是以太坊生态衍生除了很多不同的子领域，覆盖支付、交易、DEX、跨链桥、合约、数据分析和利用等多个方面，各个领域都出现了不少的有些的隐私守护者，为隐私赛道的强势发展注入了无限的动力。

但是对于守护者而言，隐私保护本身既要考虑个体的隐私保护，又要进一步的考虑到兼容必要的监管要求。并且对于被保护数据的可用性以及隐私保护的成本，特别是跟其他协议的可组合性支持上，目前还是做的不够，希望广大守护者一起努力，为Web3.0构建强大的隐私保护基础设施。