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Alloc Init 提出 Shielded Bitcoin:无需软分叉的比特币私密转账方案

Alloc Init 研究人员提出 Shielded Bitcoin,一种受 Zcash 启发的元协议,旨在借助零知识证明实现比特币私密转账,而无需要求比特币软分叉。

在 9 月 24 日发布的论文中,Clara Shikhelman、Mikhail Komarov 和 Aleksei Moskvin 概述了一种设计:隐藏发送方、接收方与金额,同时不改动比特币共识规则和代码。该系统被描述为研究项目,尚未作为比特币软件部署,也未公布主网上线日期。

根据提案,比特币将充当中立的发布与排序层。屏蔽交易会把加密 note、nullifier 和零知识证明嵌入普通比特币交易携带的数据中。独立索引器按比特币既定交易顺序读取这些数据,验证证明、检查 nullifier 以防双花,并更新其对屏蔽状态的视图。由于比特币节点不会执行该元协议,无效屏蔽数据仍可能被发布到比特币区块链上;索引器会将其从 Shielded Bitcoin 状态中拒绝。

研究人员表示,不诚实的索引器可能提供过时信息、遗漏转账或延迟钱包更新,但无法控制用户的花费密钥。用户可以切换索引器,或从比特币重放屏蔽交易历史。

该设计借鉴了 Zcash 的核心思路,包括加密 note、nullifier 和零知识证明。发送方会消费代表此前收到价值的 note,并为接收方创建新 note。证明将表明发送方控制有效 note、没有凭空创造价值,并且输入与输出平衡,同时不暴露金额或 note。Nullifier 用于标识已花费 note,却不揭示其来自哪个加密 note,从而在隐藏交易关联的同时拒绝双花。Komarov 在 9 月采访中用一句话概括该概念:“基本上就是 Zcash。”他说,用户会把比特币放入隐私池,收到加密 note,之后在提现时花费、拆分或使用它们。

Alloc Init 打算通过其 PIPEs 研究将该系统连接到比特币。Peg-in 与 peg-out 仍未完成。9 月 24 日的解释称,当前论文规定的是价值进入系统后的屏蔽转账;即将发布的论文将描述使用 PIPEs 的 peg-in 和 peg-out。PIPEs 依赖 witness encryption,使访问比特币签名密钥的条件变为:能够证明指定规则已被遵循。Komarov 在 2 月对 Bitcoin Development Mailing List 表示,PIPEs v2 可在不进行比特币软分叉的情况下模拟某些 covenant 和零知识验证功能。然而,这套密码学机制仍然计算繁重。他 2 月披露,一个 PIPEs v2 密文约占 330 TB 存储空间,同时表示研究人员知道一条最终可把该数字降至约 100 GB 的路线,但这一较小目标尚未实现。

屏蔽转账还会消耗更多区块空间。Komarov 对 Unchained 表示,加密屏蔽负载约为 700 虚拟字节,而典型比特币交易约为 100 至 200 虚拟字节。他估计,由此产生的矿工费可能高出约四倍。

批评者警告,隐私取决于使用量。开发者 Vadim Zavodil 认为,Zcash 已有多年屏蔽活动积累的匿名集,而新的比特币元协议启动时参与者很少。Zavodil 写道,隐私是人群的函数;早期 Shielded Bitcoin 用户可供混入的可比交易可能非常少。Alloc Init 自己的解释也承认这一限制。如果没有大量行为者生成 note,或者钱包遵循可识别的存款、提现或时间模式,那么大量比特币进入屏蔽系统本身并不能创造强匿名集。2018 年一项针对旧版 Zcash 实现的同行评审研究发现,即使屏蔽密码学保持完整,交易模式也可能缩小有效匿名集。

后量子研究员 Pierre-Luc Dallaire-Demers 提出另一项担忧,称该构造有趣,但完全不具备量子抗性。Komarov 给出了有条件回应,称屏蔽池最终实现量子抗性将部分取决于比特币自身的签名系统。Alloc Init 尚未将 Shielded Bitcoin 呈现为已完成的后量子实现。Zerocash 合著者、StarkWare CEO Eli Ben-Sasson 对该项目方向反应更积极,但指出自己尚未审阅完整论文,因此其支持属于初步反应,而非技术背书。

公众观察者仍会看到 Shielded Bitcoin 交易发生的时间、手续费、数据大小、消耗和创建的 note 数量,以及承载加密信息的比特币交易。用于发布这些交易的可识别比特币钱包可能泄露更多信息。研究人员提出独立的只读密钥,用于查看流入或流出活动,让用户在不交出花费权的情况下向会计或对手方披露选定信息。Alloc Init 警告,共享完整 viewing key 会揭示该密钥覆盖的一切。

Komarov 表示,团队正在收集技术反馈,并继续推进这一实验性构造,包括公开尝试寻找设计缺陷,以及与 witness-encryption 研究员 Sanjam Garg 合作。下一次公开安排的展示定于 2026 年 9 月 28 日,Alloc Init 研究员 Clara Shikhelman 将在纽约 Bitcoin Treasuries Conference 进行一场五分钟演讲,题为“Shielded Bitcoin: Private Transfers on Bitcoin L1”。