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以太坊向Eth 2.0过渡的Zcash隐私技术


随着Eth 2.0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Electric Coin Company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)Eth 2.0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。 
 
目前,该曲线的来龙去脉已通过以太坊改进提案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交付,时间定于7月。
 
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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,并且最终可能不会包括在内(尽管鉴于每个以太坊客户端都在不同级别实施了所有四个EIP,但这仍然不太可能) 。 
 
目前正在针对EIP 2537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EIP 2315,它将为以太坊虚拟机(EVM)添加“简单子例程”。 
 
对于Eth 2.0,EIP 2537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Vitalik Buterin 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Eth 2.0,以太坊现有的Eth 1.x和Eth 2.0之间必须存在技术桥梁。 
 
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根据以太坊开发者Alex Stokes 在四月中的一篇文章,BLS12-381通过在当前以太坊网络内构建Eth 2.0“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,Eth 2.0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,可以激励人们参与验证交易。
 
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Eth 1.x使用工作量证明(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其他加密货币采用。
 
但是,为了桥接PoW和PoS网络,需要通用的语言。 
 
这就是EIP 2537所做的–通过在两个网络之间提供加密转换器,即所谓的Eth 2.0 基础原语的预编译。该预编译使精简客户端成为可能。
 
实际上,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,这是将人们登上新网络的先决条件。
 
以太坊联合创始人Vitalik Buterin在4月以太坊魔术师的帖子中表示,此外,可以在lite客户端上构建用于扩展以太坊和Eth 2.0的第2层(L2)解决方案。
 
Buterin写道:“如果有的话,那么eth2-in-eth1客户端实际上并不难,这为使用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写道。
 
找到正确的原语
以太坊的下一次迭代的野心远大于ECDSA可以处理的野心。幸运的是,Cloudflare密码学家Nick Sullivan在接受CoinDesk采访时表示,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。诸如BLS12-381之类的新曲线也得到了证明。
 
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。他们可以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。”
 
另外,沙利文说,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。
 
Electric Coin Company密码学家Sean Bowe于2017年发明了BLS12-381,这是三位密码先驱于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。他的曲线以及其他类似曲线是区块链可以扩展的原因。
 
Bowe在一封电子邮件中说:“ BLS12-381是一种特殊的椭圆曲线('pairing-friendly'曲线),它使诸如SNARK和矢量承诺方案之类的密码基元成为可能。” “这些原语对于改善区块链项目的可扩展性和隐私性非常有用。”
 
BLS和Eth 2.0
对于Eth 2.0,其优势可以分为三个部分:数据节省,隐私和互操作性。
 
以太坊研究人员Carl Beekhuizen在以太坊基金会博客文章中表示,首先,BLS样式的签名通过批量验证交易的加密签名来保持必要的计算能力。 
 
Beekhuizen写道:
 
“如果所有ETH的10%最终被抵押,那么eth2上将有约350,000个验证器。这意味着一个时代的签名价值将是33.6兆字节,相当于每天约7.6 GB。在这种情况下,所有有关eth1状态大小在2018年达到1TB的虚假声明在eth2的情况下都将在不到133天的时间内成立(仅基于签名)。
 
(作为参考,这相当于当前比特币区块链重量的近三倍。)
 
BLS12-381还允许Eth 2.0更自然地实现零知识证明:ETH的隐私变体可能是Eth 2.0固有的。实际上,随着2018年树苗更新(Sapling)作为更强大的加密原语,BLS12-381很难加入Zcash协议中。
 
此外,在以太坊上使用ECC技术突显了Buterin与Zcash联合创始人兼ECC首席执行官Zooko Wilcox之间的密切关系。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等不同链与Eth 2.0 之间的互操作性,这是Polkadot等多个其他区块链网络的长期承诺,该网络于本月初宣布了其主网的启动。 
 
Eth 2.0与其他项目(尤其是非比特币项目)的连接能力可以通过几种不同的方式实现:也许以太坊在不同的链条上分享其价值,或者它使技术远离其他项目,从而夺走了其市值。
 
无论哪种方式,Cloudflare的Sullivan都对数学印象深刻:
 
“这是如何发生的一个非常迷人的曲线-从数学家和密码学家在学术论文中写出来,然后工程界的人们开始实施和测试它,然后将其引入到项目和协议中,然后成为一部分社会。然后您最终处于这个位置,那里有很多不同的选择,以至于很难确切知道该选择哪个以及为什么。”

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