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以太坊:以太坊向Eth 2.0过渡的Zcash隐私技术

随着Eth2.0的推出,以太坊的共识算法并不是唯一改变的东西。基础加密技术本身正在根据ElectricCoinCompany的领先研究进行全面检查。

新的椭圆配对曲线称为BLS12-381,将安全地协调权益证明(PoS)Eth2.0网络上的交易,同时为数据节省和隐私技术解决方案创造了机会。

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目前,该曲线的来龙去脉已利用以太坊改进提案2537引入网络。该EIP计划与协议的第10个硬分叉(柏林)一起暂定于7月交付。

作为一项艰苦的任务,柏林将添加多达四个向后不兼容的升级,其中两个将继续进行审核,并且最终可能不包括在内(尽管鉴于每个以太坊客户端都在不一样级别实施了全部四个EIP,但这仍然不太可能)。

目前正在针对EIP2537进行测试网络Yolo,该网络无需进行任何应用程序试运行,而另一项提议是EIP2315,该提案将向以太坊虚拟机(EVM)添加“简单子例程”。

针对Eth2.0,EIP2537是对新网络基础有趣的加密工作的介绍,同时回答了以太坊联合创始人VitalikButerin自网络早期以来一直在思考的问题。

从1.x到2.0

为了启动Eth2.0,以太坊现有的Eth1.x和Eth2.0间必须存在技术桥梁。

根据以太坊开发者AlexStokes在四月中的一篇文章,BLS12-381利用在现阶段以太坊网络内构建Eth2.0“精简客户端”,提供了一种这样的选择。

简而言之,从2020年第三季度的阶段0开始,Eth2.0将逐步推出。阶段0将从信标链开始,信标链是投资者投资资金的协调机制。在像Tron或EOS这样的PoS网络中,抵押资金??作为一种投票机制,能够 激励人们参与验证交易。

Eth1.x采用工作量证明(PoW)算法运行,并具有称为椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)的完全独立的加密原理图,该算法也被比特币和别的加密货币采用。

但是,为了桥接PoW和PoS网络,需要通用的语言。

这就是EIP2537所做的–利用在两个网络间提供加密转换器,即所谓的Eth2.0基础原语的预编译。该预编译使精简客户端变成可能。

事实上,将在EVM内部将精简客户端构建为智能合约。考虑到客户的功能有限,其主要目的是将以太(ETH)移植到新链上,这也是将人们登上新网络的先决条件。

以太坊联合创始人VitalikButerin在4月以太坊魔术师的帖子中表明,除此之外,能够 在lite客户端上构建用于扩展以太坊和Eth2.0的第2层(L2)解决方案。

Buterin写下:“如果有的话,那么eth2-in-eth1客户端事实上并不难,这为采用eth2作为可用性引擎的应用程序打开了大门(例如,像Plasma这样的功能更强大)”,Buterin写下。

找到正确的原语

以太坊的下一次迭代的野心远大于ECDSA能够 处理的野心。幸运的是,Cloudflare密码学家NickSullivan在接受CoinDesk采访时表明,十年的加密货币研究至少在一个主题上取得了成果:加密本身。例如BLS12-381这类的新曲线也证明了这一点。

沙利文说:“椭圆曲线自1980年代中期以来就出现了。”“问题在于他们的工作能力有限。他们能够有效地进行经典的公开密钥操作:数字签名,加密和密钥协议。”

Sullivan说,或是,在2000年代初发明的“配对友好”曲线提供了适用于区块链的替代安全措施。

ElectricCoinCompany密码学家SeanBowe于2017年发明了BLS12-381,这也是三位密码先驱于2003年发明的BLS曲线的一种变体,可能是当今大多数硬币最重要的东西。他的曲线及其别的类似曲线是区块链能够 扩展的原因。

鲍尔在一封电子邮件中说:“BLS12-381是一种特殊的椭圆曲线('配对友好'曲线),它使例如SNARK和矢量承诺方案这类的密码基元变成可能。”“这些原语针对改善区块链项目的可扩展性和隐私性十分有用。”

BLS和Eth2.0

针对Eth2.0,其优势能够分为三个部分:数据节省,隐私和互操作性。

以太坊研究人员CarlBeekhuizen在以太坊基金会博客文章中表明,最先,BLS样式的签名利用批量验证交易的加密签名来维持必需的计算能力。

Beekhuizen写下:

“如果全部ETH的10%最终被抵押,那么eth2上将有约350,000个验证器。这代表着一个时代的签名价值将为33.6兆字节,即每天约7.6GB。在这种状况下,全部有关eth1状态大小在2018年实现1TB的虚假声明在eth2的状况下都将在不到133天的时间内成立(仅基于签名)。

(作为参考,这相当于现阶段比特币区块链重量的近三倍。)

BLS12-381还容许Eth2.0更自然地实现零知识证明:ETH的隐私变体可能是Eth2.0固有的。事实上,利用2018年Sapling更新,BLS12-381难以分叉到Zcash协议中,这是一个更强大的加密原语。

除此之外,在以太坊上采用ECC技术突显了Buterin与Zcash联合创始人兼ECC首席执行官ZookoWilcox间的密切关系。ECC和Zcash团队都显示出过往将两种技术融合在一起的兴趣。

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第三,该提议开放了Filecoin,Chia或Algorand等不一样链与Eth2.0间的互操作性,这也是Polkadot等很多个别的区块链网络的长时间承诺,该网络于本月初宣布了其主网的启动。

Eth2.0与别的项目(特别是非比特币项目)的连接能力能够 利用几种不一样的方法实现:也许以太坊在不一样的链条上分享其价值,或是它使技术远离别的项目,从而夺走了其市值。

不论哪一种方法,Cloudflare的Sullivan都对数学印象深刻:

“这也是怎样发生的一个十分迷人的曲线-从数学家和密码学家在学术论文中写出来,随后工程界的人们开始实施和测试它,随后将其引入到项目和协议中,随后变成一部分社会。随后您最终处在这一位置,那里有很多不一样的选择,因此难以确切知道该选择哪一个及其为何。”

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