以太坊暗网？北大这群人才干的……
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本文经授权转载自区块链大本营()
说起比特币暗网，你能想到什么？丝绸之路、华尔街市场、贩毒、谋杀、色情交易等一直被诟病。但凡事都有两面性，“黑暗”的另一面才是现实世界的真正解决方案，也就是利用“黑暗”的特性来解决目前存在的某个痛点。
你知道比特币暗网，但你知道以太坊暗网吗？
为了解决主流数字货币过于透明、隐私泄露等问题，北京大学一批高材生创建了“以太坊暗网”。什么是“以太坊暗网”？它有什么特点？它能帮你解决哪些问题？
近日，营长对这支拥有北大背景的技术团队进行了专访，让我们从他们的理念和实践中得到启发，了解区块链开发者在做什么。
北京大学同学团队
营长：请您简单介绍一下您创办PGC之前的个人背景和工作经历。
PGC：我2011年毕业于北京大学，获得博士学位，学的是计算机专业，做过信息安全和网络安全工作。毕业后进入电子科学院从事综合电子信息系统顶层设计工作。之后在一家做信息安全的上市公司工作过一段时间，后来自己创业。2016年到现在一直在区块链领域创业，既做联盟链，也做公链，开发智能合约，开发DApp。
营长：PGC队有很多北大背景的队员，这个队伍是怎么组建起来的？
PGC：主要是北大的学长学姐和学弟学妹们，他们是核心团队。另外我们的国际化程度也比较高，有的同事在英国伦敦、美国西雅图、德国斯图加特等地远程办公。
我们刚创业的时候，团队只有包括我在内两个主要成员。随着业务的发展，需要的技术人才越来越多，我们优先寻找北大实验室和其他合作高校的技术人才，把毕业的、没毕业的、在职的、不在职的，所有同事的师兄师妹都联系了，幸运的是，他们也认可数字货币，最终加入了我们的团队。
因为数字货币和区块链不只是密码学，还涉及到很多金融、市场、业务拓展im钱包怎么隐藏转账记录，所以团队也需要一些业务层面的人才。我们在普华永道、英国、澳大利亚、香港也有金融行业和业务方面的同事，他们都远程加入了团队。所以我们是一个以技术为重点，业务相对全球化的团队。
您不需要透露密钥。
：主流加密货币和现有的隐私加密货币存在哪些问题？PGC 的解决方案是什么？
PGC：主流加密货币的历史比较早，可能只解决了转账、记账的问题，从实际功能上看，就是把账算清楚，我给你转了多少币，你收到了多少币，只要算清楚就可以了，不考虑智能合约等其他功能。
一个新的事物诞生，首先要解决它的可用性，运行起来之后才能考虑它的安全性和隐私性。所以在最初几年，人们主要关注的是这个货币怎么用，怎么产生金融效应，怎么让更多的用户去使用它。之后，随着用户越来越多，生态越来越成熟，安全性和隐私性问题就会出现。
目前比较主流的币种都不具备隐私属性，比较常见的有最近比较火的Grin、Beam隐私币，以及历史悠久的、Dash、Zcash。、Zcash出现已经有一段时间了，市值也比较大，其价值也得到了验证，但是也还存在一些问题。
比如它需要可信的初始设置，这是网络首次建立时需要执行的操作。这个操作通常很难做到，这是一个问题。另外，由于它不是无状态的，每笔交易都需要记录一些相应的随机值和加密值，这在钱包设计和账本设计上变得非常复杂。
虽然、Dash、Zcash、Grin、Beam等隐私币可以通过混币、环签名、零知识证明、协议等方式提高隐私性，但相比ETC、ETH、USTD等，它们毕竟是小众币，使用人数并不多，要想享受隐私功能，将这些隐私币兑换成主流币还是不太方便。
所以PGC的做法是给主流币赋予隐私功能，而不是再造一个币，说这个币比其他币好，大家都要用这个币。因为推广这个币确实需要很长时间，需要很大的精力，所以不如给主流币加一层隐私层，即插即用，想用的时候用，不想用的时候不用。
另外，现有的隐私币追求的隐私性太强，太强的隐私性会带来一些问题。比如说，A 给 B 转了钱，只有 A 和 B 知道，其他人都不知道。可能会出现这样的问题：如果 A 和 B 对这笔交易有争议，A 说自己转给 B 了，B 说自己没收到，或者 A 说自己转了 10 块，B 说自己转了 5 块，他们该怎么办？
在其他隐私币方案中，双方只能找第三方，提供私钥才能查看历史交易。一旦这样做了，就意味着你的钱包将无法再使用，因为第三方知道了你的历史交易，你泄露了隐私，这是非常不好的。所以，强隐私的币，是不可审计的。如果普华永道把数字货币当成财务审计来审计，怎么办？链上根本看不到，也不可能冒险提供私钥，所以强隐私和可审计是冲突的。
PGC并不追求强隐私性，虽然隐私性被削弱了，但是保密性却被增强了。什么叫保密性？就是交易内容被隐藏了。你转了多少币？你的账户余额是多少？交易金额是多少？都是隐藏的。
但也有问题，这是一把双刃剑。比如黑客从币安交易所盗取比特币，并将盗取的币放入PGC钱包，我们虽然能看到地址，但不知道这个地址里有多少比特币。黑客可以把比特币转移到其他地址，我们不知道其他地址收到了多少比特币。我们只能通过一系列黑名单来屏蔽这些地址，这增加了追踪被盗比特币的难度。
PGC密码方案详解
营长：请您详细介绍一下PGC的加密方案。
PGC：目前隐藏账户余额和交易金额的方式有两种。
其中之一就是承诺。就像最早提出的CT，它有一些不好的方面。比如在密码学层面，你需要做这个承诺的时候，你需要离线向链外发送一些东西。这个东西怎么发？怎么保证它的安全？这又涉及到另外一套工程。所以，如果选择这个技术路线，你除了把链搞对以外，还要把另外一套东西搞对，这是比较复杂的事情。
我们选择了另外一种做法，就是用加法同态的公钥密码学来加密用户余额和交易金额。什么是同态？比如我把1加密成一堆看不懂的字母，把2加密成一堆看不懂的字母，现在1和2加在一起等于3。加法同态就是1加密的密文和2加密的密文经过类似加法的运算，可以生成另一个密文，同样是一堆看不懂的乱码，而解码之后就是3。这就是加法同态。
加法同态相对复杂，特别是需要做乘法的时候效率很低。加法同态中有一个非常经典的算法，是几十年历史的公钥加密算法imToken钱包下载，它的一个变种在90年代被美国数字签名标准作为数字签名算法。
如果你要做保密交易，因为是交易，你要把交易写在一张小纸片上，交给矿工记录在链上，矿工看不到你有多少钱，要转多少钱。PGC 会把交易金额加密，比如你原来有 100 元，转了 90 元，还剩 10 元，我原来有 10 元，收到 90 元，所以现在就是 100 元。
我们每个人都有一对公钥和私钥，我有100块钱，我加密一下，然后我转10块钱给你，我知道这10块钱，你也知道，但是你不能让别人知道。所以10块钱的交易，是用我的公钥加密的，你用你的公钥加密，放到这个交易里。然后我们就有3个数字，再加上一个随机值，防止重放攻击等等，这就是交易的结构。
当别人问你，你转了10个币没有，你怎么验证？这时候就用到了零知识证明，他虽然不知道我们的私钥，但是他可以验证我们说的是不是真的。他怎么验证呢？有几个基本假设。
假设1，我加密了90块钱，你也加密了90块钱。这就需要构造一个零知识证明，证明我们转的钱是一回事，否则就会有问题。可能我说我转90块钱给你，你也加密了90块钱，但实际上我只加密了10块钱。如果矿工不验证这笔交易就打包了，你就损失了80块钱。
假设二：矿工需要验证我们转出的钱不是负数。我不可能转负10块钱给你。我每转一次，就增加自己的钱。
对于第一个假设，我们使用了 Sigma 协议，它可以进行高效的零知识证明，来证明我们加密的是同一个数字。
关于第二个假设，我发送的数字一定是大于 0 的数字，不能超过一个上限。拿比特币为例，比特币一共只有 2100 万个，我不可能给你转 1 亿个比特币。所以矿工需要一个范围证明，判断这个数字是否在一个范围内。还需要用零知识证明来做。最有效的范围证明叫防弹协议（ ）。门罗币用的就是这个协议，是 2018 年最新的成果，也是目前学术界公认的最有效的加密方式，我们也会用到它。
假设三：假设矿工同意，那么就从我的钱里减去 90，在你的钱里加 90。加减运算也需要秘密完成，但矿工对此完全不知情。他只知道自己拿了两个密文，一个减去，一个加去。这就需要用到一种协议，具有加法同态性质的公钥密码学。
但是还有一个问题，如果直接使用原协议的话，是无法使用Range证明的，因为不安全，而且调用时会有漏洞。所以我们对协议做了一个非常巧妙的修改，做了一个扭曲，让它既能保留加性同态的特性，又能满足Range证明的条件，这也是我们论文的一个非常有特色的点。
另外，如果你给我转了钱，我说我没收到，或者你给我转了100块钱，我说我只收到了1块钱，别人看不到，没法帮你证明，怎么办？这时候你就可以生成一个零知识证明，你可以把这个数据给任何人，他都可以用零知识证明去验证。比如你给我转了100，你只需要把100这个数字加上生成的数据发送给验证者，验证者就能知道你到底转了100。这也是一个很强的特性，并不是所有的密码方案都能验证单笔交易的。
如果我不用这个方法，我只能给他我的私钥，但他可以看到我的交易记录，可以看到我的余额。为了验证一笔交易，我也失去了其他交易的隐私。所以，总结一下，我们利用数字签名技术、加性同态公钥密码和非交互式零知识证明，构成了PGC的密码学解决方案。
营长：PGC目前存在哪些不足？如何解决这些问题？
PGC：肯定有不足，就像大家总抱怨区块链太慢，所以就做了分片。比特币以前不支持智能合约，所以以太坊才有智能合约。链太多了，所以要跨链，所以大家都做跨链，这都是一样的。我们的技术肯定有自己的不足。
首先是性能问题，在智能合约层面，无论是加法同态、非交互式零知识证明，还是协议，都需要消耗 gas。经过多次密码学优化，最大 gas 大概在 600 万左右，一个区块大概有 800 万 gas。我们做一笔转账需要用掉 600 万 gas，金额大概是 0.01 个以太币，有点贵，所以我们还要继续优化算法，降低 gas。这是一个方面。
另一方面，EVM 也在升级优化，下一个版本 EIP 1108 也会做相应的优化。根据优化程度，我们可以优化 6-10 倍，这样一笔转账大概需要 100 万 gas，一点都不贵。其实主要是性能问题，还有 gas 费问题。
营长：目前PGC主要的应用场景有哪些？
PGC：目前主要有以下五个应用场景。
以太坊暗网就在这里！
营长：请从技术和生态两个角度介绍一下PGC的总体路线
PGC：技术上，PGC密码方案已经设计完成，相关论文将于近期在国际会议上发表。
接下来我们需要完善我们的 App，表面上看它只是一个钱包，但你可以把它看作以太坊的暗网。你转了什么？转给谁了？发生了什么？你可以在这个“暗网”上看到，但在网上是查不到的。当有人想查钱的时候，比如你转了多少，你就可以生成一个证明告诉他你转了 10，你随便找个手机验证一下就可以了。
我们还要做跨链，我们想服务现有的比特币用户，通过跨链的方式把比特币连接到一个支持智能合约的链上，然后进行兑换，这是技术上需要做的事情。
生态方面，要努力拓展PGC应用，除了个人钱包，还要接入诸如等公司的稳定币，合作推出企业级钱包，让企业之间的转账金额也是保密的。可以拓展各类应用，与公链合作，帮助公链实现保密交易的功能。
虽然我们有自己的钱包，但我们也会与像这样已经拥有大量用户群的钱包合作，通过智能合约和接口实现保密交易，也就是接入以太坊暗网网络。
营长：请您向中国的区块链开发者们讲几句话吧！
PGC：以太坊是未来的主流，如果想更深入的了解区块链，就学以太坊，另外如果了解比特币，其他的也差不多。
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