История развития приватности в сфере криптографии

Автор: milian

Перевод: AididiaoJP, Foresight News

Каждое крупное технологическое движение начинается с узкоспециализированных или единичных пользователей, после чего расширяется до универсальных систем для широкой аудитории.

Ранние компьютеры выполняли только одну задачу за раз: взлом паролей, обработка переписей населения, расчёт баллистических траекторий, и лишь спустя много времени они стали машинами, которыми можно было делиться и программировать.

Изначально интернет представлял собой небольшую одноранговую исследовательскую сеть (ARPANET), которая позже превратилась в глобальную платформу, позволяющую миллионам людей координировать работу в условиях общего состояния.

Искусственный интеллект движется по тому же пути: ранние системы были узкоспециализированными экспертными моделями, созданными для одной области (шахматные движки, рекомендательные системы, спам-фильтры), но позже эволюционировали в универсальные модели, способные работать в разных областях, настраиваться под новые задачи и становиться общей базой для создания приложений другими разработчиками.

Технологии всегда начинаются с узкого или однопользовательского режима, созданного для одного использования или одного человека, а затем расширяются до многопользовательского режима.

Это именно то место, где находятся технологии конфиденциальности сегодня. Концепции приватности в криптомире никогда по-настоящему не выходили за рамки «узкоспециализированности» и «однопользовательского режима».

До недавнего времени.

Краткое содержание:

• Траектория развития технологий конфиденциальности совпадает с путём вычислений, интернета и ИИ: от узкоспециализированных систем с однопользовательским доступом к универсальным многопользовательским средам.

• Криптографическая приватность долгое время оставалась в ловушке узкого однопользовательского режима из-за невозможности ранних инструментов поддерживать общее состояние.

• Privacy 1.0 представляет собой однопользовательскую приватность с ограниченной выразительной мощностью: отсутствие общего состояния, сильная зависимость от доказательств с нулевым разглашением, генерация доказательств на клиенте, необходимость написания кастомных цепей разработчиками и сложный опыт работы.

• Ранняя приватность началась с CoinJoin в биткоине в 2013 году, затем последовали Monero (2014) и Zcash (2016), а позже — инструменты для Ethereum, такие как Tornado Cash (2019) и Railgun (2021).

• Поскольку большинство инструментов Privacy 1.0 опирались на клиентские доказательства с нулевым разглашением, возникла путаница между «доказательствами с нулевым разглашением для конфиденциальности» и «для верификации», хотя сегодня многие «нулевые» системы создаются именно для проверки, а не для защиты данных.

• Privacy 2.0 — это многопользовательская приватность в условиях общего криптографического статуса, построенная на многосторонних вычислениях или полностью гомоморфном шифровании; пользователи могут приватно сотрудничать так же легко, как в открытом общем состоянии Ethereum и Solana.

• Общий защищённый статус означает, что криптомир наконец получил универсальный криптографический компьютер, открывающий совершенно новое пространство для проектирования: темные пулы (dark pools), приватные ликвидные пулы, частные займы, слепые аукционы, конфиденциальные токены и новые творческие рынки, которые можно развернуть даже поверх существующих прозрачных блокчейнов.

• Биткоин принёс публичное изолированное состояние; Ethereum — публичное совместное состояние; Zcash — криптографически изолированное состояние; Privacy 2.0 закрывает последний пробел: криптографическое совместное состояние.

• Arcium создает такой криптографический компьютер. Его архитектура напоминает доказательные сети вроде Succinct, но вместо доказательств с нулевым разглашением использует многосторонние вычисления, а инструмент Arcis компилирует код на Rust в программы для MPC, обеспечивая многопользовательские криптовычисления.

• К новым приложениям на базе Privacy 2.0 относятся: приватный пул Umbra (на базе Arcium для скрытых балансов и обмена), рынок частных возможностей Pythia, а также запускаемый Melee рынок мнений со скрытыми коэффициентами и закрытым процессом разрешения споров.

Чтобы понять, как мы пришли к текущему моменту и почему общее криптографическое состояние так важно, необходимо обратиться к истокам технологий конфиденциальности.

Privacy 1.0

На этом витке началось первое поколение криптоприватности.

Пользователи получили транзакционную приватность благодаря миксерам, приватным ликвидным пулам и криптовалютам с усиленной анонимностью. Позже часть приложений столкнулась с правовыми проблемами, что спровоцировало дебаты о том, должны ли и каким образом инструменты приватности регулировать незаконную деятельность.

Privacy 1.0 открыла эру однопользовательской приватности. Люди могли координировать действия, но не могли динамически сотрудничать, как в программируемых блокчейнах; возможности для выражения логики приватности оставались ограниченными.

Ключевые особенности Privacy 1.0:

• Отсутствие общего состояния, приватность в «однопользовательском режиме», узкая область применения

• Основная ставка сделана на технологию доказательств с нулевым разглашением

• Доказательства с нулевым разглашением (ZKP) на стороне пользователя обеспечивают максимальную приватность, но приводят к замедлению работы сложных приложений

• Сложный опыт разработки: для создания приложений требуется написание кастомных цепей

На самом деле, криптоприватность изначально появилась в биткоине, задолго до того, как такие сложные криптографические технологии, как ZKP, вошли в криптопространство. Ранняя приватность в биткоине не была истинной «криптографической приватностью»; она скорее представляла собой умелые техники координации, направленные на разрушение детерминированной связанности в публичном реестре.

Первым стал CoinJoin в 2013 году, где пользователи объединяли входные и выходные данные транзакций, чтобы запутать отношения платежей. В нём практически не использовалась криптография, но он внедрил уровень приватности на уровне транзакций.

Появились следующие решения: CoinShuffle (2014), JoinMarket (2015), TumbleBit (2016), Wasabi (2018), Whirlpool (2018) и другие, основанные на процессах микширования, которые усложняли отслеживание биткоинов. Некоторые добавляли экономические стимулы, другие внедряли многоуровневое шифрование или улучшали пользовательский опыт.

Ни одно из них не обеспечивало сильную криптографическую приватность. Они размывали ассоциации, но не предоставляли математических гарантий и бездоверительной приватности, характерных для систем ZKP. Они опирались на координацию, эвристические методы и рандомизацию микширования, а не на формальные доказательства анонимности.

Криптовалюты с повышенной приватностью

Monero вышел в 2014 году и предпринял первую серьёзную попытку создать полностью приватный блокчейн для личных переводов, а не просто выступать как дополнение к прозрачным блокчейнам. Его модель основана на вероятностной приватности через кольцевые подписи: каждая транзакция по умолчанию смешивает реальный вход с 16 поддельными подписями. На практике эта настройка может быть ослаблена статистическими атаками, такими как декодировщик MAP, или атаками на сетевой слой, что снижает эффективную анонимность. Будущие обновления, такие как FCMP, направлены на расширение пула анонимности до всей сети.

Zcash был запущен в 2016 году и пошёл совершенно иным путём, чем Monero. Вместо вероятностной приватности он изначально позиционировался как токен с доказательством с нулевым разглашением. Он ввел пул приватности на базе zk-SNARKs, обеспечивающий пользователям криптографическую приватность, а не маскировку среди поддельных подписей. При правильном использовании транзакции Zcash не раскрывают отправителя, получателя или сумму, при этом степень анонимности возрастает с каждой новой транзакцией в пуле.

Появление программируемой приватности в Ethereum

Tornado Cash (2019)

Tornado Cash, запущенный в 2019 году, впервые сделал приватность программируемой в Ethereum. Ограничившись только личными переводами, он позволил пользователям получить реальную приватность в прозрачном реестре, депонируя активы в смарт-контракты-миксеры и затем снимая их с помощью ZKP. Tornado активно использовался в легальных целях, но оказался втянут в серьёзные юридические разборки после массового отмывания средств через него со стороны DPRK. Это подчеркнуло необходимость исключения злоумышленников для сохранения целостности пулов — мера, которую сегодня внедряют большинство современных приватных приложений.

Railgun (2021)

Railgun появился позже в 2021 году с целью вывести приватность в Ethereum за рамки простого микширования к приватным взаимодействиям в DeFi. Он не просто микшировал депозиты и выводы, но и позволял пользователям приватно взаимодействовать со смарт-контрактами с помощью ZKP, скрывая балансы, переводы и операции в ончейне, сохраняя при этом расчёты в сети Ethereum. Это был значительный шаг вперёд по сравнению с моделью Tornado, предлагающий непрерывное приватное состояние внутри смарт-контрактов, а не простой цикл «депозит-вывод». Railgun сохраняет активность и пользуется популярностью в определённых кругах DeFi. Он остаётся одним из самых амбициозных проектов программируемой приватности в Ethereum, несмотря на то, что пользовательский опыт остаётся главным препятствием.

Прежде чем продолжить, стоит прояснить распространённое до сих пор заблуждение. С распространением систем ZKP многие стали считать, что маркировка «нулевое разглашение» автоматически гарантирует приватность. Это неверно. Сегодня большинство технологий, называемых «нулевыми на самом деле являются доказательствами корректности (validity proofs), которые крайне полезны для масштабируемости и верификации, но вообще не обеспечивают приватности.

Разрыв между маркетингом и реальностью привёл к многолетним непониманиям, когда «ZKP для приватности» и «ZKP для верификации» стали сводить воедино, несмотря на то, что они решают принципиально разные задачи.

Privacy 2.0

Privacy 2.0 — это приватность в многопользовательском режиме. Пользователи больше не действуют в одиночку, а могут приватно сотрудничать, аналогично тому, как происходит взаимодействие в программируемых блокчейнах.

Ключевые особенности Privacy 2.0:

• Общее криптографическое состояние, приватность переходит в «многопользовательский режим»

• Основано на многосторонних вычислениях (MPC) и полностью гомоморфном шифровании (FHE)

• Доверительные предположения для приватности зависят от MPC. FHE разделяет те же предположения, поскольку пороговое расшифрование общего криптографического состояния требует выполнения MPC

• Цепи абстрагированы, разработчикам не нужно писать кастомные цепи (если это не требуется)

Это достигается за счёт криптографического компьютера, позволяющего нескольким лицам совместно работать в зашифрованном состоянии. MPC и FHE выступают его фундаментом: обе технологии поддерживают вычисления над зашифрованными данными.

Что это значит?

Модель общего состояния, движущая Ethereum и Solana, теперь может существовать в условиях приватности. Речь идёт не об одной личной транзакции и не просто об инструменте, позволяющем доказать что-то оффчейн, а об универсальном криптографическом компьютере.

Он открывает совершенно новое пространство дизайна в криптоиндустрии. Чтобы понять почему, вспомним эволюцию состояний в криптомире:

• Биткоин принёс публичное изолированное состояние

• Ethereum принёс публичное совместное состояние

• Zcash принёс криптографически изолированное состояние

Долгое время отсутствовало криптографически совместное состояние.

Privacy 2.0 восполняет этот пробел. Он порождает новую экономику, новые приложения и совершенно новые горизонты. По моему мнению, это важнейший прорыв в криптоиндустрии со времен появления смарт-контрактов и оракулов.

Arcium создает подобную технологию.

Его архитектура напоминает доказательные сети вроде Succinct или Boundless, но вместо проверки выполнения через ZKP использует MPC для криптографических вычислений над данными.

Если SP1 или RISC Zero компилируют Rust в программы ZKP, то у Arcium есть Arcis, который компилирует Rust в программы для MPC. Грубо говоря, это криптографический компьютер.

Ещё одна аналогия: «Chainlink в мире приватности».

Приватность, независимая от цепочек и активов

Arcium разработан как решение, не привязанное к конкретному блокчейну, которое может подключаться к любой существующей блокчейну и создавать криптографически совместное состояние поверх таких прозрачных сетей, как Ethereum и Solana. Пользователи получают приватность, не покидая знакомой экосистемы. Запуск состоится на Solana: альфа-версия основной сети выйдет уже в этом месяце.

Zcash и Monero интегрировали приватность прямо в свои нативные валюты. Это эффективно, но создало мир валют с отдельной волатильностью. Arcium выбирает путь, независимый от активов, добавляя приватность к уже имеющимся у пользователей активами. Подход и компромиссы другие, но гибкость важна для пользователей.

Учитывая это, практически любой сценарий, требующий приватности, может работать поверх криптографических вычислений.

Влияние Arcium выходит за пределы криптоиндустрии. Он не блокчейн, а криптографический компьютер. Тот же самый механизм четко применим и к традиционным отраслям.

Приложения и функции от нуля до единицы

Криптографически совместное состояние открывает ранее недоступное пространство для дизайна в криптоиндустрии. Поэтому появляются следующие приложения:

@UmbraPrivacy: приватный пул на Solana. Umbra использует Arcium, чтобы реализовать функциональность, недостижимую для Railgun: поддержка скрытых балансов и приватных обменов, обрабатываемых через ZKP при трансферах. При минимальных доверительных предпосылках он предлагает возможности, значительно превосходящие простые личные переводы, и предоставляет единый SDK для пулов приватности, который любой проект может интегрировать для обеспечения конфиденциальности транзакций в Solana.

@PythiaMarkets: рынки возможностей с приватным окном для спонсоров. Новый тип информационного рынка, где искатели информации ставят на недооцененные возможности, а спонсоры обнаруживают информацию без раскрытия своих альфа-знаний.

@MeleeMarkets: прогнозный рынок с связующей кривой. Аналог Pumpfun, но для прогнозных рынков. Чем раньше вход, тем лучше цена. Будет запущен рынок мнений, где пользователи смогут искренне выражать точки зрения, коэффициенты остаются приватными, а разрешение споров проводится закрыто, решая проблемы коллапса толпы и манипуляций оракулов. Arcium обеспечит необходимую приватность для рынков мнений и закрытого разрешения споров.

Темные пулы (Dark Pools): проекты @EllisiumLabs, @deepmatch_enc и демо-версии темных пулов на Arcium используют криптографически совместное состояние для проведения приватных сделок, избегая фронраннинга и исчезновения котировок, получая лучшее исполнение.

Ончейн-игры: Arcium восстанавливает секретность и честную случайность за счет запуска скрытых состояний и CSPRNG внутри криптографически совместного состояния. Стратегические игры, карточные игры, туман войны, RPG и игры с элементами блефа наконец могут работать в ончейне. Несколько игр уже работают на платформе Arcium.

Приватные перпеты, приватные кредиты, слепые аукционы, прогнозы на основе криптографического машинного обучения и коллективное обучение ИИ — тоже захватывающие будущие сценарии использования.

Помимо этих примеров, практически любой продукт, нуждающийся в приватности, может быть реализован. Arcium предоставляет разработчикам полную свободу кастомизации через универсальный криптографический двигатель исполнения, а Umbra недавно выпустил SDK для Solana-транзакций и обменов. Их сочетание делает обеспечение приватности в Solana прямым для сложных систем и простых интеграций.

Конфиденциальный SPL: новый стандарт приватных токенов для Solana

Одновременно Arcium строит C-SPL (Confidential SPL) — стандарт конфиденциальных токенов для Solana. Он решает боли предыдущего стандарта приватности токенов Privacy 1.0 для Solana: сложная интеграция, ограниченный функционал, неприменимость для программ в ончейне. C-SPL совершенствует эту базу, устраняя трение, мешающее массовому внедрению приватных токенов.

Это делает приватные токены легкими для интеграции в любое приложение, не увеличивая нагрузку на пользователей.

Интегрируя SPL Token, Token-2022, расширения для приватных переводов и криптографические вычисления Arcium, C-SPL становится практичным и полностью композируемым стандартом для конфиденциальных токенов на Solana.

Заключение

Мы все еще находимся на ранней стадии этого развития, а поле гораздо шире любого единственного подхода. Zcash и Monero продолжают решать важные задачи в своих нишах, а ранние инструменты приватности уже продемонстрировали свою состоятельность. Криптографически совместное состояние решает проблему принципиально другого измерения: позволяя множеству лиц взаимодействовать в одном состоянии конфиденциально, не покидая существующие экосистемы. Оно заполняет пробел, а не заменяет прошлое.

Приватность постепенно переходит из разряда опциональной специальной функции в ключевой элемент построения приложений. Ей больше не нужны новые валюты, новые блокчейны или новые экономические системы; она просто расширяет круг возможностей разработчиков. Предыдущая эпоха утвердила публичное совместное состояние как основу, следующая эпоха расширит эту базу с помощью криптографически совместного состояния, добавив недостающий слой.