Lịch sử phát triển quyền riêng tư trong lĩnh vực tiền mã hóa

Tác giả: milian

Biên dịch: AididiaoJP, Foresight News

Mỗi làn sóng công nghệ lớn đều bắt đầu từ nhóm chuyên biệt hoặc đơn lẻ, sau đó mới phát triển thành đa dụng hoặc đa nhóm.

Máy tính thời kỳ đầu chỉ làm được một việc mỗi lần: giải mã, xử lý điều tra dân số, tính toán quỹ đạo đạn đạo, rất lâu sau đó mới trở thành máy có thể chia sẻ, lập trình.

Internet ban đầu chỉ là mạng nghiên cứu ngang hàng nhỏ (ARPANET), sau này mới phát triển thành nền tảng toàn cầu, cho phép hàng triệu người hợp tác trong trạng thái chia sẻ.

Trí tuệ nhân tạo cũng theo lộ trình tương tự: hệ thống ban đầu là các mô hình chuyên gia hẹp, xây dựng cho một lĩnh vực duy nhất (cờ vua, hệ thống đề xuất, bộ lọc spam), sau đó tiến hóa thành mô hình chung, có thể làm việc liên lĩnh vực, tinh chỉnh cho nhiệm vụ mới, trở thành nền tảng chung cho người khác xây ứng dụng.

Công nghệ luôn bắt đầu từ chế độ hẹp hoặc một người dùng, thiết kế cho một mục đích hoặc một cá nhân, sau đó mở rộng thành chế độ nhiều người dùng.

Đây chính là vị trí mà công nghệ quyền riêng tư đang ở ngày nay. Công nghệ bảo mật trong thế giới mã hóa chưa từng thực sự thoát khỏi khung “hẹp” và “đơn người dùng”.

Cho đến bây giờ.

Tóm tắt:

Công nghệ bảo mật đi theo lộ trình như máy tính, internet, AI: hệ chuyên dụng, đơn người dùng, sau đó là đa dụng, đa người dùng.

Quyền riêng tư mã hóa mắc kẹt ở chế độ đơn người dùng, vì công cụ ban đầu không hỗ trợ trạng thái chia sẻ.

Quyền riêng tư 1.0 là quyền riêng tư đơn người dùng với khả năng biểu đạt hạn chế: không có trạng thái chia sẻ, chủ yếu dựa vào bằng chứng không tiết lộ, phía client tạo bằng chứng, lập trình viên phải viết mạch tùy chỉnh, trải nghiệm khó khăn.

Quyền riêng tư thời kỳ đầu bắt đầu từ CoinJoin của Bitcoin năm 2013, tiếp đến là Monero năm 2014, Zcash năm 2016, rồi các công cụ Ethereum như Tornado Cash (2019) và Railgun (2021).

Hầu hết công cụ quyền riêng tư 1.0 đều dựa vào bằng chứng không tiết lộ phía client, dẫn đến sự nhầm lẫn giữa “bằng chứng không tiết lộ dùng cho quyền riêng tư” và “bằng chứng không tiết lộ dùng cho xác thực”, dù ngày nay nhiều hệ thống “không tiết lộ” là để xác thực chứ không phải quyền riêng tư.

Quyền riêng tư 2.0 là quyền riêng tư đa người dùng với trạng thái chia sẻ mã hóa, dựa trên tính toán đa bên hoặc mã hóa đồng hình hoàn toàn, người dùng có thể hợp tác riêng tư như trên trạng thái chia sẻ công khai của Ethereum và Solana.

Trạng thái chia sẻ mã hóa nghĩa là thế giới mã hóa cuối cùng đã có máy tính mã hóa đa dụng, mở ra không gian thiết kế mới: dark pool, pool vốn riêng tư, cho vay riêng tư, đấu giá mù, token bí mật và các thị trường sáng tạo mới, thậm chí có thể triển khai trên các chain minh bạch hiện tại.

Bitcoin mang lại trạng thái cách ly công khai; Ethereum mang lại trạng thái chia sẻ công khai; Zcash mang lại trạng thái cách ly mã hóa; quyền riêng tư 2.0 bổ sung mảnh ghép cuối: trạng thái chia sẻ mã hóa.

Arcium đang xây dựng loại máy tính mã hóa này, kiến trúc tương tự các mạng bằng chứng như Succinct, nhưng thay bằng tính toán đa bên thay cho bằng chứng không tiết lộ, công cụ Arcis của họ biên dịch Rust thành chương trình tính toán đa bên, thực hiện tính toán mã hóa đa người dùng.

Các ứng dụng mới dựa trên quyền riêng tư 2.0 bao gồm: Umbra dùng Arcium xây pool riêng tư với số dư và trao đổi bí mật, Pythia tạo thị trường cơ hội riêng tư, Melee sắp ra mắt thị trường ý kiến với tỷ lệ cược và phán quyết riêng tư,…

Để hiểu vì sao chúng ta đến được ngày hôm nay và trạng thái chia sẻ mã hóa quan trọng thế nào, cần bắt đầu từ nguồn gốc công nghệ bảo mật.

Quyền riêng tư 1.0

Cơn bão quyền riêng tư mã hóa đầu tiên bắt đầu từ đây.

Người dùng cuối cùng có quyền riêng tư giao dịch nhờ mixer, pool vốn riêng tư và tiền mã hóa bảo mật. Một số ứng dụng sau đó vướng vào vấn đề pháp lý, dấy lên tranh cãi về việc công cụ bảo mật có nên và làm thế nào để xử lý hoạt động phi pháp.

Quyền riêng tư 1.0 mở ra mô hình quyền riêng tư đơn người dùng. Có thể phối hợp, nhưng không thể hợp tác động như trên blockchain lập trình, khả năng biểu đạt hạn chế.

Đặc điểm chính của quyền riêng tư 1.0:

Không có trạng thái chia sẻ, quyền riêng tư ở chế độ “đơn người dùng”, phạm vi ứng dụng hạn chế

Chủ yếu dựa vào công nghệ bằng chứng không tiết lộ

Bằng chứng không tiết lộ phía client bảo mật cao nhất nhưng tốc độ chậm với ứng dụng phức tạp

Trải nghiệm lập trình viên khó khăn, phải viết mạch tùy chỉnh để xây ứng dụng bảo mật

Quyền riêng tư mã hóa ban đầu thực ra xuất hiện trên Bitcoin, trước cả các công nghệ mật mã cao cấp như bằng chứng không tiết lộ nhiều năm. Quyền riêng tư Bitcoin thời kỳ đầu không phải “mật mã học” thực sự, mà là mẹo phối hợp phá vỡ tính liên kết xác định của sổ cái công khai.

Đầu tiên là CoinJoin (2013), người dùng gộp đầu vào/ra để làm mờ quan hệ thanh toán. Hầu như không dùng mật mã, nhưng giới thiệu quyền riêng tư giao dịch.

Tiếp theo là CoinShuffle (2014), JoinMarket (2015), TumbleBit (2016), Wasabi (2018), Whirlpool (2018)… đều dựa trên quy trình mix coin làm Bitcoin khó truy vết hơn. Một số bổ sung khuyến khích, một số thêm mã hóa phân lớp hoặc cải thiện UX.

Chúng không cung cấp quyền riêng tư mật mã học mạnh. Chỉ làm mờ liên kết, nhưng không có cam kết toán học hay bảo mật phi tin cậy như hệ thống bằng chứng không tiết lộ sau này. Chúng dựa vào phối hợp, phương pháp heuristic và ngẫu nhiên mix coin, không phải chứng minh ẩn danh hình thức.

Tiền mã hóa bảo mật

Monero ra mắt năm 2014, lần đầu tiên nghiêm túc xây blockchain hoàn toàn riêng tư để chuyển tiền cá nhân, không phải chỉ là công cụ bảo mật bổ sung cho blockchain công khai. Mô hình dựa trên chữ ký vòng với quyền riêng tư xác suất, mỗi giao dịch mặc định trộn đầu vào thật với 16 chữ ký mồi. Trong thực tế, cấu hình này có thể bị tấn công thống kê bởi MAP decoder hoặc tấn công lớp mạng, làm giảm ẩn danh. Các nâng cấp tương lai như FCMP nhằm mở rộng tập ẩn danh lên toàn bộ chain.

Zcash ra mắt năm 2016, chọn con đường rất khác Monero. Không dựa vào ẩn danh xác suất, mà từ đầu đã định vị là token bằng chứng không tiết lộ. Giới thiệu pool bảo mật dùng zk-SNARKs, cho người dùng quyền riêng tư mật mã học thay vì ẩn trong chữ ký mồi. Khi dùng đúng, giao dịch Zcash không lộ người gửi, người nhận hay số tiền, và mức ẩn danh tăng theo số giao dịch trong pool.

Quyền riêng tư lập trình được trên Ethereum xuất hiện

Tornado Cash (2019)

Tornado Cash ra mắt năm 2019, lần đầu tiên đưa quyền riêng tư lập trình lên Ethereum. Dù chỉ giới hạn chuyển tiền riêng tư, người dùng lần đầu có thể gửi tài sản vào smart contract mixer, sau đó dùng bằng chứng không tiết lộ để rút, có được quyền riêng tư thực trên sổ cái công khai. Tornado được sử dụng hợp pháp rộng rãi, nhưng sau khi bị lạm dụng cho rửa tiền DPRK đã vướng rắc rối pháp lý nghiêm trọng. Điều này cho thấy cần loại bỏ người dùng phi pháp để bảo vệ pool, xu hướng mà các ứng dụng bảo mật hiện đại đã thực hiện.

Railgun (2021)

Railgun xuất hiện cuối 2021, nhằm đưa quyền riêng tư Ethereum vượt qua mix coin đơn giản, đạt đến tương tác DeFi riêng tư. Nó không chỉ mix nạp/rút, mà còn cho phép người dùng dùng bằng chứng không tiết lộ để tương tác với smart contract một cách riêng tư, ẩn số dư, chuyển khoản và thao tác on-chain, vẫn thanh toán trên Ethereum. Đây là bước tiến lớn so với mô hình Tornado, cung cấp trạng thái riêng tư liên tục trong smart contract, thay vì vòng tròn mix-rút đơn giản. Railgun vẫn còn hoạt động, được một số cộng đồng DeFi sử dụng. Đây là một trong những nỗ lực quyền riêng tư lập trình tham vọng nhất trên Ethereum, dù UX là rào cản lớn.

Trước khi tiếp tục, cần làm rõ một hiểu lầm phổ biến. Khi hệ thống bằng chứng không tiết lộ phổ biến, nhiều người lầm tưởng dán nhãn “không tiết lộ” tức là có quyền riêng tư. Nhưng điều này không đúng. Đa số công nghệ “không tiết lộ” hiện nay thực chất là bằng chứng hiệu lực, rất mạnh cho mở rộng và xác thực, nhưng hoàn toàn không cung cấp quyền riêng tư.

Khoảng cách giữa marketing và thực tế gây hiểu lầm kéo dài nhiều năm, khi “bằng chứng không tiết lộ cho quyền riêng tư” và “bằng chứng không tiết lộ cho xác thực” bị lẫn lộn, dù giải quyết hai vấn đề hoàn toàn khác nhau.

Quyền riêng tư 2.0

Quyền riêng tư 2.0 là quyền riêng tư chế độ đa người dùng. Người dùng không còn đơn độc, mà có thể hợp tác riêng tư như trên blockchain lập trình được.

Đặc điểm chính của quyền riêng tư 2.0:

Trạng thái chia sẻ mã hóa, quyền riêng tư chuyển sang “đa người dùng”

Dựa trên tính toán đa bên và mã hóa đồng hình hoàn toàn

Giả định tin cậy của quyền riêng tư phụ thuộc vào tính toán đa bên. Mã hóa đồng hình hoàn toàn cũng cùng giả định, vì giải mã ngưỡng trạng thái mã hóa chia sẻ cần thực hiện tính toán đa bên

Mạch được trừu tượng hóa, lập trình viên không cần viết mạch tùy chỉnh (trừ khi muốn)

Điều này được thực hiện qua máy tính mã hóa, cho phép nhiều người hợp tác trên trạng thái mã hóa. Tính toán đa bên và mã hóa đồng hình hoàn toàn là công nghệ nền tảng— cả hai đều hỗ trợ tính toán trên dữ liệu mã hóa.

Nghĩa là gì?

Mô hình trạng thái chia sẻ vận hành Ethereum và Solana, giờ có thể tồn tại dưới điều kiện riêng tư. Không còn là giao dịch riêng tư đơn lẻ, cũng không còn là công cụ chỉ chứng minh bí mật, mà là máy tính mã hóa đa dụng.

Nó mở khóa không gian thiết kế mới cho lĩnh vực mã hóa. Để hiểu lý do, cần nhìn lại tiến hóa trạng thái trong thế giới mã hóa:

Bitcoin mang lại trạng thái cách ly công khai

Ethereum mang lại trạng thái chia sẻ công khai

Zcash mang lại trạng thái cách ly mã hóa

Điều còn thiếu là trạng thái chia sẻ mã hóa.

Quyền riêng tư 2.0 lấp đầy khoảng trống này. Nó sinh ra kinh tế mới, ứng dụng mới và lĩnh vực chưa từng có. Theo tôi, đây là đột phá lớn nhất trong lĩnh vực mã hóa kể từ hợp đồng thông minh và oracle.

Arcium đang xây dựng công nghệ này.

Kiến trúc của nó tương tự mạng bằng chứng như Succinct hoặc Boundless, nhưng không dùng bằng chứng không tiết lộ để xác minh thực thi, mà dùng tính toán đa bên để tính toán dữ liệu mã hóa.

Khác với SP1 hoặc RISC Zero biên dịch Rust thành chương trình bằng chứng không tiết lộ, Arcium có Arcis biên dịch Rust thành chương trình tính toán đa bên. Nói đơn giản, đó là máy tính mã hóa.

Một phép so sánh khác là “Chainlink cho lĩnh vực bảo mật”.

Quyền riêng tư độc lập chuỗi và tài sản

Arcium thiết kế không phụ thuộc blockchain, có thể kết nối bất kỳ blockchain hiện có nào, triển khai trạng thái chia sẻ mã hóa trên các chain minh bạch như Ethereum, Solana. Người dùng không cần rời hệ sinh thái quen thuộc để có quyền riêng tư. Sản phẩm sẽ ra mắt đầu tiên trên Solana, bản Alpha mainnet phát hành trong tháng này.

Zcash và Monero tích hợp quyền riêng tư vào đồng tiền của chính mình. Điều này rất hiệu quả, nhưng cũng tạo ra thế giới tiền tệ riêng biệt với biến động độc lập. Arcium chọn con đường không phụ thuộc tài sản, thêm quyền riêng tư cho tài sản người dùng đã có. Giải pháp và đánh đổi khác nhau, nhưng tính linh hoạt rất quan trọng cho người dùng.

Với điều này, hầu như mọi use case cần quyền riêng tư đều có thể chạy trên máy tính mã hóa.

Ảnh hưởng của Arcium vượt ra ngoài lĩnh vực mã hóa. Nó không phải blockchain, mà là máy tính mã hóa. Cùng một engine cũng phù hợp cho ngành truyền thống.

Ứng dụng và chức năng từ 0 đến 1

Trạng thái chia sẻ mã hóa mang lại không gian thiết kế chưa từng có cho thế giới mã hóa. Nhờ đó, các ứng dụng sau đây xuất hiện:

@UmbraPrivacy: Pool riêng tư trên Solana. Umbra dùng Arcium để thực hiện chức năng mà Railgun không làm được, hỗ trợ số dư bảo mật và trao đổi riêng tư, đồng thời xử lý chuyển khoản bằng bằng chứng không tiết lộ. Nó cung cấp chức năng vượt xa chuyển khoản riêng tư đơn giản dưới giả định tin cậy tối thiểu, đồng thời cung cấp SDK pool bảo mật hợp nhất, bất kỳ dự án nào cũng có thể tích hợp để có quyền riêng tư giao dịch Solana.

@PythiaMarkets: Thị trường cơ hội riêng tư cho sponsor. Thị trường thông tin kiểu mới, người do thám đặt cược vào cơ hội chưa khai thác, sponsor phát hiện thông tin mà không lộ alpha.

@MeleeMarkets: Thị trường dự đoán với bonding curve. Tương tự Pumpfun, nhưng cho thị trường dự đoán. Vào càng sớm giá càng tốt. Sẽ phát triển thị trường ý kiến, người dùng có thể bày tỏ quan điểm thật, tỷ lệ cược giữ bí mật, phán quyết cũng riêng tư, giải quyết vấn đề sụp đổ nhóm và thao túng oracle. Arcium sẽ cung cấp quyền riêng tư cần thiết cho thị trường ý kiến và phán quyết riêng tư.

Dark pool: Các dự án như @EllisiumLabs, @deepmatch_enc và demo dark pool của Arcium sử dụng trạng thái chia sẻ mã hóa để giao dịch riêng tư, tránh frontrunning và biến mất giá, đạt giá thực thi tốt nhất.

Game on-chain: Arcium khôi phục bí mật và ngẫu nhiên công bằng bằng cách chạy trạng thái ẩn và CSPRNG trong trạng thái chia sẻ mã hóa. Game chiến thuật, game bài, fog of war, RPG, game bluff cuối cùng có thể on-chain. Nhiều game đã ra mắt trên Arcium.

Hợp đồng perpetual riêng tư, cho vay riêng tư, đấu giá mù, dự đoán và huấn luyện AI hợp tác bằng mã hóa cũng là các use case tương lai hấp dẫn.

Ngoài các ví dụ này, gần như mọi sản phẩm cần quyền riêng tư đều có thể xây dựng. Arcium cung cấp engine thực thi mã hóa đa dụng cho lập trình viên tùy biến hoàn toàn, Umbra hiện còn cung cấp SDK chuyển khoản và trao đổi Solana. Kết hợp hai thứ này giúp việc triển khai quyền riêng tư trên Solana cho cả hệ thống phức tạp lẫn tích hợp đơn giản đều trở nên dễ dàng.

SPL bí mật: Tiêu chuẩn token riêng tư mới cho Solana

Arcium đồng thời xây dựng C-SPL, tức tiêu chuẩn token bí mật cho Solana. Nó giải quyết các điểm đau của tiêu chuẩn token bảo mật “Quyền riêng tư 1.0” trước đây trên Solana: khó tích hợp, chức năng hạn chế, chương trình on-chain không sử dụng được. C-SPL cải thiện các yếu tố này, loại bỏ rào cản phổ biến hóa token bảo mật.

Nhờ đó, token bảo mật dễ tích hợp vào bất kỳ ứng dụng nào mà không tăng gánh nặng cho người dùng.

Bằng cách tích hợp SPL Token, Token-2022, chuyển khoản bảo mật và tính toán mã hóa của Arcium, C-SPL mang lại tiêu chuẩn thực dụng, hoàn toàn composable cho token bí mật Solana.

Kết luận

Chúng ta vẫn đang ở giai đoạn đầu của làn sóng phát triển này, lĩnh vực rộng lớn hơn mọi phương pháp đơn lẻ. Zcash và Monero tiếp tục giải quyết các vấn đề quan trọng trong lĩnh vực của mình, công cụ bảo mật thời kỳ đầu đã cho thấy khả năng. Trạng thái chia sẻ mã hóa cho phép nhiều người dùng thao tác riêng tư trên cùng trạng thái mà không cần rời hệ sinh thái hiện tại, giải quyết vấn đề ở chiều hoàn toàn khác. Nó là mảnh ghép còn thiếu, không phải thay thế quá khứ.

Quyền riêng tư đang dần chuyển từ tính năng chuyên biệt tùy chọn thành yếu tố cốt lõi khi xây ứng dụng. Nó không còn cần đồng tiền mới, chain mới hay hệ thống kinh tế mới, mà chỉ đơn giản mở rộng khả năng cho lập trình viên. Kỷ nguyên trước đã xác lập trạng thái chia sẻ công khai làm nền tảng, kỷ nguyên tiếp theo sẽ mở rộng nó bằng trạng thái chia sẻ mã hóa, bổ sung lớp còn thiếu trước đây.