Mạch mã hóa cung cấp một phương tiện nhẹ, an toàn và nhanh chóng để thực hiện các giao dịch bí mật ở mọi loại trên blockchain công khai - một điều kiện tiên quyết để áp dụng công nghệ tiền mã hóa trên quy mô lớn cho các doanh nghiệp.
Quyền riêng tư luôn quan trọng trong thế giới tiền điện tử. Bitcoin xuất phát từ phong trào cypherpunk, và những người ủng hộ đầu tiên của nó là những người theo chủ nghĩa tự do, những người lo ngại về mối đe dọa của việc giám sát tài chính và trực tuyến.
Tuy nhiên, trong lĩnh vực Web3 đang phát triển nhanh chóng, các giải pháp bảo mật không phải lúc nào cũng theo kịp sự phát triển rộng rãi hơn của công nghệ blockchain. Tính minh bạch của blockchain công khai đã khiến việc duy trì quyền riêng tư mạnh mẽ cho bất kỳ thứ gì ngoại trừ chuyển tiền token đơn giản nhất trở nên khó khăn. Với sự gia tăng của tài chính phi tập trung (DeFi) và các ứng dụng Web3 rộng hơn, cần có một phương pháp tiếp cận toàn diện hơn để bảo vệ mọi loại giao dịch khỏi sự chú ý của các bên độc hại.
Các nền tảng blockchain ngày nay đang phải đối mặt với một loạt các vấn đề phát sinh do hậu quả không mong muốn của tính minh bạch, bao gồm MEV và lừa đảo qua email. Điều quan trọng là phải thay đổi nếu blockchain muốn phát huy hết tiềm năng của mình và trở thành cơ sở hạ tầng cho các dịch vụ tài chính và trực tuyến của tương lai.
Việc triển khai các mạch mã hóa (GC) do Tiến sĩ Avishay Yanai và Tiến sĩ Meital Levy cùng nhóm tại Soda Labs tiên phong, hợp tác với COTI, cung cấp một phương tiện mạnh mẽ để mã hóa các hoạt động trên chuỗi, đảm bảo chúng được ẩn khỏi những người không mong muốn trong khi vẫn có thể kiểm toán hoàn toàn đối với các bên được chấp thuận. Tốc độ và hiệu quả của GC so với các giải pháp bảo mật khác giúp điện toán bảo mật phi tập trung (DeCC) quy mô lớn trở thành hiện thực lần đầu tiên và mở ra cánh cửa cho việc áp dụng công nghệ blockchain có ý nghĩa trong kinh doanh.
Tại sao quyền riêng tư lại quan trọng?
Tính minh bạch là một tính năng cốt lõi của blockchain công khai và là một phần của đề xuất giá trị độc đáo của tiền điện tử. Tính minh bạch của blockchain có nghĩa là bất kỳ ai cũng có thể theo dõi và kiểm toán các giao dịch theo thời gian thực, mang lại mức độ tin cậy cao so với các hệ thống Web2 không minh bạch. Ví dụ, bất kỳ ai cũng có thể xem blockchain Bitcoin để kiểm tra số lượng bitcoin hiện có.
Tuy nhiên, tính minh bạch này đi kèm với những nhược điểm nghiêm trọng. Theo mặc định, mọi người đều có thể nhìn thấy các giao dịch. Trong không gian DeFi như hiện tại, điều này dẫn đến một số hành vi lạm dụng. Vì các giao dịch có thể nhìn thấy trong mempool (khu vực lưu trữ tạm thời nơi các giao dịch mới chờ được xác nhận), những người dùng khác có thể nhìn thấy chúng và có khả năng hưởng lợi từ chúng bằng cách đảm bảo các giao dịch của riêng họ được thực hiện trước. Các giao dịch lớn có thể được chạy trước hoặc đấu giá bị khai thác. Vấn đề này được gọi là giá trị trích xuất tối đa (MEV) và chỉ riêng người dùng Ethereum đã mất hàng tỷ đô la mỗi năm.
Tính minh bạch của blockchain cũng có nghĩa là người dùng thường có thể bị xác định. Điều này dẫn đến các nỗ lực lừa đảo trực tuyến - các cuộc tấn công có mục tiêu vào các doanh nghiệp và cá nhân - và thậm chí là các mối đe dọa vật lý.
Đối với các ứng dụng kinh doanh, tính bảo mật không chỉ là điều mong muốn: đó là nghĩa vụ pháp lý. Luật bảo vệ dữ liệu như GDPR yêu cầu các tổ chức phải bảo vệ thông tin cá nhân của người dùng. Ngay cả khi không tính đến điều này, việc thông tin tài chính và cá nhân có thể được công khai là điều không thể chấp nhận được. Điều này không chỉ làm tăng nguy cơ gian lận và trộm cắp mà còn khiến các doanh nghiệp gặp bất lợi về mặt cạnh tranh nếu các tổ chức khác có thể biết họ đang giao dịch với ai.
Do đó, tính bảo mật là yêu cầu không thể thương lượng đối với doanh nghiệp. Tuy nhiên, việc kết hợp các giao dịch riêng tư trên blockchain công khai mang lại nhiều lợi ích.
Từ đồng tiền riêng tư đến máy tính bí mật
Nhiều người dùng Bitcoin đầu tiên bị thu hút bởi tính ẩn danh được nhận thức của nó. Trên thực tế, tính minh bạch của blockchain có nghĩa là thường có thể suy ra thông tin về các bên tham gia giao dịch. Một số đồng tiền tập trung vào quyền riêng tư đã xuất hiện để lấp đầy khoảng trống này.
Sự ra mắt của Ethereum và các nền tảng hợp đồng thông minh khác đã giới thiệu ý tưởng về các ứng dụng phi tập trung và lĩnh vực tài chính phi tập trung (DeFi) mới. Giờ đây, không chỉ các giao dịch tiền xu đơn giản cần được bảo vệ khỏi sự chú ý từ bên ngoài, mà còn là các giao dịch phức tạp thuộc mọi loại.
Mạng chính Ethereum, cũng như các nền tảng hợp đồng thông minh và giải pháp L2 khác, hoàn toàn minh bạch và do đó dễ bị tấn công MEV và các khai thác khác. Việc áp dụng công nghệ tiền điện tử trong kinh doanh bị cản trở do thiếu giải pháp blockchain bảo mật. Vì lý do thực tế và pháp lý, vấn đề này phải được giải quyết để mở khóa toàn bộ tiềm năng của blockchain. Đây là mục đích của lĩnh vực mới là Điện toán bảo mật phi tập trung (DeCC).
DeCC: Câu chuyện cho đến nay
Một số phương pháp kỹ thuật khác nhau đã được sử dụng để phát triển nền tảng DeCC, bao gồm:
Mã hóa đồng hình hoàn toàn (FHE): là một ví dụ về lược đồ mã hóa khóa bất đối xứng tạo ra các bản mã ở dạng cụ thể, bảo toàn cấu trúc của chúng ngay cả sau khi tính toán. Các bản mã chỉ có thể được xem bởi những người dùng được chấp thuận nắm giữ khóa giải mã.
Môi trường thực thi đáng tin cậy (TEE): một khu vực an toàn trong thiết bị phần cứng, được sử dụng để thực hiện các hoạt động nhạy cảm. Điều này nhằm mục đích đảm bảo rằng dữ liệu riêng tư và hợp đồng thông minh không bao giờ bị đe dọa bởi các mối đe dọa bên ngoài.
Bằng chứng không kiến thức (ZK): giao thức mật mã cho phép một bên chứng minh tính hợp lệ của một tuyên bố với bên khác mà không tiết lộ bất kỳ thông tin cơ bản nào, tăng cường tính riêng tư và bảo mật của các giao dịch.
Mỗi cách tiếp cận này đều có ưu điểm và nhược điểm. Ví dụ, FHE là một công nghệ linh hoạt và mạnh mẽ đảm bảo dữ liệu nhạy cảm vẫn được mã hóa, ngay cả khi các hoạt động đang được thực hiện trên đó. Tuy nhiên, thật không may, trong khi bất kỳ giải pháp nào đòi hỏi phải xử lý dữ liệu được mã hóa đều có chi phí đáng kể, thì FHE lại đòi hỏi chi phí tính toán và yêu cầu lưu trữ đặc biệt lớn, làm hạn chế khả năng của các giải pháp FHE trên chuỗi. Một bản tổng quan kỹ thuật gần đây ước tính rằng "chạy FHE trên CPU chậm hơn ít nhất một triệu lần so với chương trình không được mã hóa tương ứng". Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụng khả năng tăng tốc phần cứng (thực tế là khai thác ASIC cho FHE), nhưng điều này chỉ đơn giản là đẩy chi phí tính toán ra xa hơn một bước, thay vì loại bỏ chúng hoàn toàn.
Vấn đề chính với TEE nằm ở tên gọi: người dùng phải tin rằng các vùng an toàn này bên trong chip thực sự được cô lập khỏi thế giới bên ngoài. Tuy nhiên, có nhiều điểm lỗi đơn lẻ tiềm ẩn dọc theo toàn bộ chuỗi cung ứng cho phần cứng và phần mềm của TEE, và các khai thác mới có thể gây ra thảm họa cho các ứng dụng sử dụng chúng. Thật không may, lịch sử cho thấy TEE không phải lúc nào cũng chứng minh được tính an toàn như các nhà sản xuất tuyên bố.
Bằng chứng ZK đang được sử dụng rộng rãi hơn trong thế giới blockchain, bao gồm trong một số giải pháp mở rộng quy mô Ethereum. Tuy nhiên, chúng không phù hợp với các ứng dụng liên quan đến việc xử lý dữ liệu từ nhiều bên. Ngoài ra, chúng phức tạp khi làm việc và có thể tốn kém về mặt tính toán (mặc dù không đến mức như các hệ thống FHE).
Garbled Circuits: Một cách tiếp cận mới về quyền riêng tư
Trong khi tất cả các công nghệ này đã được triển khai bởi các dự án khác nhau, vẫn có những giải pháp khác mang lại lợi ích hơn so với các nền tảng điện toán bảo mật hiện có. Các giao thức dựa trên Garbling cung cấp một trong những cách tiếp cận đầy hứa hẹn nhất đối với DeCC. Chúng lần đầu tiên được đưa ra vào những năm 1980, nhưng những tiến bộ gần đây có nghĩa là hiện nay có thể triển khai chúng trên blockchain, mở ra một đấu trường mới cho các giao dịch bảo mật.
Garbled Circuits (GC) là các đối tượng chính được sử dụng trong các giao thức dựa trên garbling. Tóm lại, GC được thiết kế để tính toán đa bên an toàn (MPC): một phương tiện cho phép nhiều bên cùng tính toán một hàm bằng cách sử dụng đầu vào của họ, trong khi vẫn giữ các đầu vào đó riêng tư với nhau ở mọi giai đoạn của hoạt động.
Ví dụ kinh điển về mạch nhiễu là Bài toán của triệu phú, được Andrew Yao nêu ra lần đầu tiên vào năm 1982. Trong bài toán này, hai người muốn xác định xem ai giàu hơn, nhưng không ai trong số họ thực sự cho đi số tiền họ có. Sau đó, Yao đã phát triển khái niệm mạch nhiễu để giải quyết vấn đề này và nghiên cứu của ông đã đặt nền tảng cho những phát triển tiếp theo trong MPC.
Mạch nhiễu hoạt động như thế nào?
Trong một bài đăng trên blog cách đây bốn năm, đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã đưa ra tổng quan kỹ thuật về cách thức hoạt động của các mạch bị nhiễu. Nói một cách đơn giản:
Bất kỳ hàm toán học nào (với một vài lưu ý) đều có thể được biểu diễn dưới dạng một chuỗi các cổng logic — AND, OR, NOT, XOR, v.v.
Chức năng hoặc "mạch" logic này được mã hóa hoặc "bị bóp méo", do đó các bước khác nhau diễn ra bên trong nó không thể được hiểu từ bên ngoài
Mỗi cổng hiện nay lấy một hoặc nhiều đầu vào được mã hóa và đưa ra đầu ra được mã hóa
Một hoặc nhiều người dùng cung cấp thông tin đầu vào được mã hóa ban đầu
Mạch được thực hiện, với mỗi cổng đưa ra một đầu ra được mã hóa tạo thành một trong các đầu vào được mã hóa cho các cổng tiếp theo, cho đến khi quá trình đạt đến kết thúc
Mạch cung cấp đầu ra được mã hóa cuối cùng - một giải pháp cho hàm - chỉ có thể được giải mã bởi các bên có khóa thích hợp
Bởi vì các đầu vào ban đầu, đầu ra cuối cùng và mọi giai đoạn ở giữa đều được mã hóa nên không có thông tin nào bị rò rỉ ra thế giới bên ngoài tại bất kỳ thời điểm nào trong quá trình thực hiện mạch.
Hãy lấy một ví dụ thực tế rất đơn giản để minh họa cách hoạt động của một mạch điện nhiễu.
Alice và Bob muốn biết ai lớn tuổi hơn nhưng không ai muốn tiết lộ tuổi của mình.
Họ bí mật lấy một số viên bi giống hệt nhau, có cùng độ tuổi, và bỏ vào trong một chiếc túi.
Tiếp theo, mỗi em đặt túi bi của mình ở hai bên của một bộ cân nhà bếp kiểu cũ.
Nếu bên của Alice nặng hơn, cô ấy lớn tuổi hơn. Nếu bên của Bob nặng hơn, anh ấy lớn tuổi hơn. Nếu cân thăng bằng, họ bằng tuổi nhau.
Alice và Bob đã xác định được ai lớn tuổi hơn mà không tiết lộ cho người kia biết tuổi thực sự của họ.
Trong ví dụ này, các viên bi (đầu vào) được đặt trong một túi (“mã hóa” hoặc “bị bóp méo”) để giấu chúng khỏi người tham gia khác và khỏi những người quan sát bên ngoài. Mạch (cân) có khả năng hoạt động với các đầu vào bị bóp méo này và cung cấp một đầu ra duy nhất (một bên hoặc bên kia nặng hơn).
Tất nhiên, trên blockchain, các đầu vào và hàm được tính toán bằng các mạch phức tạp có thể phức tạp hơn nhiều, khiến chúng phù hợp với nhiều ứng dụng phi tập trung.
Những Mạch Bị Rò Rỉ Mang Lại Điều Gì Cho Bảng
So với các giải pháp blockchain bảo mật khác, mạch mã hóa có một số ưu điểm sau:
Nhẹ. GC có chi phí tính toán không tốn kém, nghĩa là chúng có thể được thực hiện bởi bất kỳ máy tính nào và không yêu cầu phần cứng chuyên dụng.
Tốc độ. Chúng cũng cực kỳ nhanh, đặc biệt là khi so sánh với các giải pháp khác như FHE - tránh mọi sự chậm trễ không cần thiết trong việc xác nhận giao dịch.
An toàn. Mọi thông tin nhạy cảm đều được mã hóa ở mọi giai đoạn của quy trình, mang lại sự riêng tư mạnh mẽ từ đầu đến cuối.
Tính linh hoạt. GC có thể được sử dụng để tính toán chung các hàm với dữ liệu đầu vào từ nhiều người tham gia.
Tương thích với EVM. Việc triển khai GC của COTI cho phép các nhà phát triển chuyển hợp đồng thông minh của họ từ Ethereum sang COTI mà không cần sửa đổi và thêm các tính năng bảo mật vào hợp đồng của họ với nỗ lực tối thiểu.
Trên chuỗi. Bản chất nhẹ của chúng có nghĩa là các mạch bị nhiễu có thể được thực thi trên chuỗi, do đó không cần tin tưởng vào bên thứ ba và không có gì bị bỏ mặc cho sự may rủi.
Các trường hợp sử dụng cho GC
Tất cả những điều này có nghĩa là mạch bị nhiễu là lý tưởng cho các ứng dụng mà tính bảo mật, tốc độ và hiệu quả là ưu tiên hàng đầu. Một số trường hợp sử dụng bao gồm:
DeFi, chẳng hạn như các sàn giao dịch phi tập trung có khả năng chống lại việc chạy trước.
Chuyển giao mã thông báo bí mật. Người quan sát có thể biết rằng một địa chỉ nhất định đã tương tác với hợp đồng mã thông báo, nhưng không thể biết có bao nhiêu mã thông báo đã được chuyển, chúng đã được gửi đến địa chỉ nào hoặc thậm chí có thể là mã thông báo nào đã tham gia.
Đồng tiền ổn định phi tập trung có thể được đúc mà không tiết lộ danh tính của đơn vị phát hành và việc thanh lý tài sản thế chấp không bị tấn công MEV.
Tài sản thực tế (RWA) bảo vệ quyền riêng tư của chủ sở hữu và đơn vị phát hành, duy trì sự tuân thủ trong cầu nối quan trọng này giữa nền kinh tế TradFi và DeFi.
Ứng dụng AI và máy học trên chuỗi.
Tại sao chúng ta cần mạch điện nhiễu?
Mạch điện bị nhiễu cung cấp giải pháp hiệu quả cho những thiếu sót của các nền tảng điện toán phi tập trung bí mật hiện có. Chưa có công nghệ nào khác sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của DeCC quy mô lớn.
Việc triển khai mạch garbled trên chuỗi của COTI hiệu quả hơn đáng kể so với các giải pháp DeCC khác. Mạch garbled cung cấp tốc độ tính toán nhanh hơn FHE hơn 1.000 lần, chỉ với 0,4% yêu cầu lưu trữ trên chuỗi. Độ trễ - thời gian cần thiết để giao dịch được truyền đến mạng - có thể nhanh hơn 100 lần so với các phương pháp tương đương. Không yêu cầu phần cứng đáng tin cậy, cho dù là để xử lý an toàn (TEE) hay tăng tốc các hoạt động phức tạp (tăng tốc phần cứng cho FHE), mặc dù nếu muốn, có thể thêm phần cứng này làm lớp bảo mật bổ sung. Ngoài ra, GC rất phù hợp để tính toán trên trạng thái chia sẻ, mang lại cho chúng lợi thế quan trọng so với các hệ thống ZK.
Bằng cách bảo vệ người dùng khỏi những tác động không mong muốn của tính minh bạch của blockchain trong khi vẫn giữ được những lợi ích của nền tảng phi tập trung, DeCC hiệu quả sẽ chuẩn bị cho lĩnh vực tiền điện tử để áp dụng kinh doanh rộng rãi hơn - có khả năng mở ra cánh cửa cho hàng nghìn tỷ đô la vốn mới.
Để tìm hiểu thêm về mạch nhiễu, bạn có thể thảo luận về những phát triển mới nhất trong nhóm Telegram gcEVM Vanguards chuyên dụng của chúng tôi.
của tác giả khách mời, Guy B.
Để biết tất cả thông tin cập nhật và tham gia cuộc trò chuyện, hãy nhớ xem các kênh của chúng tôi:
Trang web: https://coti.io/
X: https://twitter.com/COTInetwork
YouTube: https://www.youtube.com/channel/UCl-2YzhaPnouvBtotKuM4DA
Điện tín: https://t.me/COTInetwork
Bất hòa: https://discord.gg/9tq6CP6XrT
GitHub: https://github.com/coti-io
