Zcash 新節點 Zakura 上線:隱私支付能跑 5 萬 TPS,目標對標 Visa 和萬事達

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作者:Coindesk

編譯:深潮 TechFlow

深潮導讀:Zcash 目前每秒只能處理約 1 筆隱私交易,新節點 Zakura 的目標是在保持完全隱私的前提下達到 5 萬 TPS——Visa 和萬事達的處理量級。這對所有關注支付隱私和區塊鏈擴容的人都是重要訊號:隱私和性能不再是二選一。

那些重建 Zcash 的人有一個夢想:在保持完全可驗證性和強隱私保證的同時,達到全球支付巨頭 Visa 和萬事達的水平,每秒處理數萬筆支付。

這個計畫的第一塊拼圖是 Zakura,這是一款於週三發布 1.0.0 版本的新全節點軟體。它由 Zcash 零知識密碼學創始成員 Sean Bowe 和 Osmosis 聯合創始人、現任 Valar Group 負責人 Dev Ojha 維護。兩個團隊都由私人 ZEC 捐款資助,而非公司或基金會。

「我們的夢想是支撐全球支付。萬事達和 Visa 每秒處理超過 5 萬筆交易;這是我們的底線。按 Zcash 既有的密碼學方案,這種交易量需要節點每秒處理超過 500 MB 的吞吐量,」一篇部落格文章寫道。「既有技術堆疊達不到這個目標。我們團隊正在開發的密碼學技術能縮小大部分差距。」

全節點是保存完整區塊鏈副本的程式,在此指 Zcash 账本,並獨立檢查每筆交易是否符合網路規則。Zakura 是 Zcash 基金會節點軟體 Zebra 的分叉版本——也就是說,它從基金會的官方程式碼出發進行了重新建構。

共識規則是每個節點執行的共享規則手冊,決定整個網路接受哪些區塊和交易為有效。如果一個節點套用不同的規則,它就會分叉並停止跟隨其他節點的同一條鏈。

剪枝、快照和相容性

Zakura 還可以剪枝,即刪除節點不再需要的舊區塊鏈資料,大幅削減磁碟使用量。這將鏈壓縮到足夠小,團隊發布了現成的副本,剝離舊資料後約 11 GB,新節點可以直接下載,而不用逐塊從其他節點拉取完整歷史。

這讓節點從零到運行只需不到兩分鐘,團隊稱「快了 680 倍」。

相容模式進一步復現了將於 7 月 18 日終止生命週期的原始客戶端 zcashd 的介面,因此針對它建構的錢包和交易所整合可以繼續照常運作。

吞吐量目標和 Tachyon 的作用

建構這一切的原因是算術問題。

萬事達和 Visa 每秒處理超過 5 萬筆交易,團隊稱這個數字是「底線,而非目標」。Zcash 目前的密碼學方案需要節點每秒接收並驗證超過 500 MB 資料才能跟上,因為每筆隱私交易都攜帶一個證明,而證明體積很大。

這大約相當於每 10 秒持續收到一張完整 DVD 的資料,目前沒有任何 Zcash 軟體能接近這個水平。但關鍵在於理解每個瓶頸存在的原因。

Bowe 的 Tachyon 計畫正在透過遞迴證明來解決這個問題:一個證明可以證明數千個其他證明的有效性,大幅減少在共識層必須檢查的資料量。

在 Tachyon 方案下,節點驗證單一證明而非數千個,團隊稱這將共識資料需求從每秒 100 MB 降至 500 MB,他們認為透過精心工程這在技術上可以實現。

錢包瓶頸和 Valar 的 PIR 解決方案

錢包面臨不同的問題。因為 Zcash 隱藏了交易的接收方,錢包無法在不暴露自己的情況下向伺服器詢問哪些交易屬於它。它必須拉取所有內容並逐一測試,這就是為什麼錢包軟體最高只能達到每秒約 1 筆交易。

為了消除這個瓶頸,Valar Group 正在研究私有資訊檢索技術,讓錢包在不讓伺服器知道請求了哪些條目的情況下,從伺服器取得自己的資料。

快速區塊傳播

快速區塊傳播意味著盡可能快地在區塊鏈網路中廣播新挖出的區塊。Zakura 是負責這項任務的軟體層。

它必須足夠快地在節點之間傳輸新區塊,以便大量證明和錢包流量得以實現。它配備了一個實驗性系統,旨在在半秒內將每個區塊傳遞給每個節點,目前預設關閉。

這些想法的近期測試將在 7 月下旬到來。Ironwood,正式名稱 NU6.3,將在主網區塊 3,428,143 啟動,大約是 7 月 28 日東部時間上午 8 點,Zakura 從發布時就支援它。

Bowe 在 7 月 10 日表示,所有主要組織都承諾在這個高度啟動,比原計畫晚了一週,因為交易所和錢包供應商需要準備時間。

Ironwood 的由來

Ironwood 的存在是因為一個幾乎在 6 月摧毀 Zcash 的漏洞。所謂的屏蔽池是網路的隱私端:金額和參與者都被隱藏,零知識證明作為數學運算的證據。

5 月 29 日,Shielded Labs 研究員 Taylor Hornby 發現 Orchard(最新的屏蔽池)的證明電路包含一個健全性漏洞,允許攻擊者在鏈上無痕跡地鑄造假 ZEC。這個漏洞自 2022 年 5 月 Orchard 啟動以來一直存在。

開發者透過 6 月 2 日完成的緊急回應禁用了 Orchard,然後在 6 月 3 日透過 NU6.2 硬分叉在區塊 3,364,600 用修正後的電路恢復了它。

補丁無法解決漏洞開放的四年時間。零知識證明除了驗證通過這一事實外不透露任何資訊,因此鏈上沒有任何 Orchard 交易轉移內容的記錄,沒有人能證明從未建立假 ZEC。

Ironwood 就是為了解決這個問題而建。池邊界處所謂的「旋轉門」限制了可以離開和進入的內容,利用的是進出屏蔽池的 ZEC 金額是公開的這一事實,即使池內交易是私密的。將 Orchard 封閉以阻止新存款,旋轉門成為唯一出口,任何內部的假幣都被困在那裡。

簡單來說,誠實餘額可以隨時間遷出,而假幣可能被阻止完全退出並進入流通供應。這個設定將任何試圖超額供應的行為困在邊界,恢復代幣供應的可靠性。

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