区块链隐私保护与监管不可兼得吗？其实可以!

导读： 随着越来越多的国家将区块链技术提升至国家战略地位，投入相关研究的参与者及力量也将明显增强。本周报将覆盖区块链相关学科最新学术论文、硬核技术文章以及各大区块链项目技术进展，为区块链开发者、企业家及投资者把握区块链发展趋势和机遇提供参考。

(图片来自pexels.com)

以下是上周内容的精选回顾，enjoy ~

一、学术论文一周精选

1.1 WaterCarver: 一种基于账户模型的区块链隐私保护系统

基于帐户（Account）模型的区块链系统（例如以太坊），以其易用性及对智能合约的原生支持而获得广泛应用，然而，很多用户并不愿意在链上留下永久性的公共记录，因此，用户的隐私问题成为区块链进一步采用的一大瓶颈。

一般而言，用户隐私包括了交易保密性和匿名性，虽然使用保密交易（CT）技术可以很容易地保护交易的保密性，但在基于账户模型的区块链系统中，匿名性会面临较大的挑战，因为系统中的每笔交易都不可避免地会更新交易发送方和接收方的帐户余额。

因此关于帐户模型的隐私方案，也是当前区块链行业的热点研究方向之一，例如Zether就是用于解决以太坊隐私问题的一种解决方案，其不仅可以去中心化的方式为基于账户的交易提供保密性，且还能提供匿名性，这种解决方案可通过以太坊的智能合约进行部署，这使得它是易于实现的，但它存在的缺点是使交易变得相对较贵。

而来自深圳网心科技、克莱姆森大学电气与计算机工程系的研究人员（Jiajun Xin等人），近期也提出了一种基于账户模型的隐私保护协议，并称其为WaterCarver（名字来源于“刻舟求剑”这一成语）。

论文地址：https://eprint.iacr.org/2019/1265.pdf

这一方案利用了最新的可验证洗牌（shuffle）方案来构造保密交易，此外论文中还提到了2种监管子系统，（A）Bulletproof（防弹证明）监管子系统，（2）可验证Shuffle监管子系统。

而在这两种子系统中，除了证明者（prover）和验证者（verifier）这两种角色之外，还存在着监管者（regulator）这一特殊角色，从而为前向安全监管留下了空间。

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实验结果显示，这种系统的TPS是可观的，而要对其进行改善，有几种方案可供选择：（1）使用MPC批处理Bulletproof，（2）使用 multi-exponentiation技术用于进一步优化NIZK，（3）使用聚合签名技术实现更快的签名验证，（4）一些常见的优化方法，如使用GPU计算更快的椭圆曲线，或者简单地使用更强的硬件来进行提升。

简评： WaterCarver方案同时考虑了隐私保护和监管，这样的方案显然非常适合国内的区块链企业，该研究无疑是具有参考价值的。

1.2 SoK: 区块链分片方案综述

除了隐私保护问题之外，“区块链们”还普遍面临着可扩展性的问题，为了解决这一问题，人们提出了很多方法，如链外（Off-chain）扩容和有向无环图（DAG）解决方案，然而，它们也有固有的缺点，比方说会形成寄生链。

另外，性能（如吞吐量和延迟）对区块链系统而言也是很重要的，而分片（Sharding）就是一个当前非常具有潜力的备选方案，它可以克服区块链中的可扩展性问题和性能问题。截至目前，研究者们已提出了很多种分片协议，然而，我们却缺乏相关的综述类文献，而来自康涅狄格大学以及艾默生公司的研究者就对区块链分片技术进行了系统而全面的回顾，他们首先给出了分片协议的一般设计流程，并讨论了关键设计挑战，最后他们还讨论了区块链分片的几个潜在研究方向。

论文地址：https://eprint.iacr.org/2019/1178.pdf

最初，分片是一种数据库分区技术，它将非常大的数据库分成更小的数据库，而更快、更容易管理的部分被称为数据分片。

shard（分片）一词代表了整个集合的一小部分，从技术上来讲，分片是水平分区的同义词，它使得大型数据库更易于管理。

而区块链分片的核心思想，是将网络划分成更小的委员会（committee），每个委员会处理一个不相交的一组交易（或“分片”）。

这篇研究文献，提到了区块链分片中的关键组件及面临的挑战：公开可验证的随机性，对于将参与节点均匀地放置到分片中是至关重要的。

而下图，是研究者给出的关于区块链生成可公开验证随机性的比较：

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下图展示了研究者对不同分片区块链协议进行的比较结果：

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而除了以上这些分片方案，研究者们还简单提到了Monoxide异步共识分片方案以及SSChain分片方案。

略带遗憾的是，备受关注的以太坊2.0分片方案，并没有被列入其中。

二、硬核技术文章一周精选

2.1 科普 | 一文解读央行 DC/EP 技术细节

这是一篇由区块链技术开发者Sunrye撰写的央行 DC/EP技术专利分析文章，在文章中，作者分析了DC/EP的特征、实现细节、具体场景描述以及它如何同时兼顾了隐私保护和监管。

总的来说，这是一篇了解央行数字货币的深度科普好文。

文章链接：https://www.8btc.com/article/522446

2.2 Vitalik万字长文：困扰加密货币的硬核难题五年后都怎么样了？

由以太坊联合创始人Vitalik Buterin发布的硬核长文，文章中列出了他五年前认为加密货币应该解决的问题，并且给出了五年后的进展。这些问题主要被分为了密码学问题、共识理论和经济学这三个方面。最后，Vitalik还补充了一些我们今天需要关注的新问题，并且他还指出，基础层的问题肯定会越来越少，而应用层的问题才刚刚开始。

文章链接：https://www.8btc.com/article/520629

2.3 中国计算机学会报告：区块链关键技术研究进展

这篇重量级论文由中国计算机学会的多位教授联合撰写，文章先从共识机制、互操作性、安全性、隐私保护和可监管性等方面介绍了区块链技术的现状和面临的挑战。然后重点从跨链通信技术、区块链智能合约、区块链安全性、区块链监管与隐私保护、区块链技术应用等方面分析当前国内外研究现状，并指出了相关技术的发展趋势和展望。

文章链接：https://www.8btc.com/article/520861

2.4 解读以太坊黄皮书（四）：深入理解以太坊上的交易执行过程

以太坊客户端贡献者 Lucas Saldanha在这篇文章中深入探讨了以太坊的交易验证规则及交易执行过程，如果你想要了解相关的知识，这篇文章会是好的选择。

文章链接：https://www.8btc.com/article/519482

2.5 技术入门 | 深入理解零知识证明算法之Zk-stark：Low Degree Testing

这是一篇由零知识证明算法研究者江小白提供的Zk-stark硬核科普文章，在这篇文章中，作者以一个实例为基础，在回顾Arithmetization 过程的同时，将内容引申到多项式的LDT过程。

文章链接：https://www.8btc.com/article/522057

2.6 Layer0层扩容，做区块链的CDN

这是一篇来自区块链技术研究者 思想的苇草zlf的一篇Layer 0 技术方案科普文章。

文章讲解了Bloxroute方案的扩容思路及相关用到的技术，这种方案不需要修改共识层的内容，因此可接受性较强。

文章链接：https://www.8btc.com/article/522086

三、主流区块链项目技术进展

3、1 比特币开发一周简报

由bitcoinops整理的比特币开发进度周报，涉及Bitcoin Core 0.19的主要内容、闪电网络开发更新以及Schnorr/Taproot研究更新。

文章链接：https://bitcoinops.org/en/newsletters/2019/11/27/

3、2 以太坊伊斯坦布尔升级暂定12月6日，这里有你想知道的一切

以太坊项目将在下月初迎来第8次网络升级，具体的时间是以太坊区块高度9069000进行，这次升级涉及到的EIP及相关内容，以及用户该怎么做，你都可以在这篇文章中找到答案。

文章链接：https://www.8btc.com/article/521258

3、3 BM最新文章：重构 EOSIO 资源分配

此前，EOS项目因EIDOS的空投而面临CPU资源严重紧缺的问题，这使得大量DApp及相关用户苦不堪言，为了解决这一问题，BM在上周提出了一个重构 EOSIO 资源分配的方案，这是一种全新设计的 CPU 分配方案，其设计目的是稳定 CPU 价格，降低 CPU 租赁成本，以及提高使用 CPU 支付成本的确定性。

至于这一方案是否真正有效，还有待于市场进行确认。

文章链接：https://www.8btc.com/article/521094

下周见～