密碼学领域的「聖杯」技術迎来重要理論进展！據 Vitalik Buterin 官方部落格於今（28）日发布的最新长文，以太坊共同創辦人 Vitalik 深入解析了全新的密碼学混淆協议「Diamond iO」。該協议透过大膽的密碼学假设与架構創新，成功將程式碼混淆的理論运算时间从遙不可及的「星系級」降至「行星級」，让隐藏程式碼內部逻辑的終極技術距离实际应用更近了一步。 （前情提要：Vitalik 讚Qwen模型识別匿名能力：AI 看穿他的數学思維習慣，散文偽裝全失效） （背景補充：以太坊第三次重大迭代》Vitalik 解析 Lean Ethereum 路線圖：幾乎所有重要組件都会被替換）
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在区塊链与密碼学的世界中，如何让一段程式碼在公开環境下執行，卻能完美隐藏其內部的私鑰与逻辑，一直被視为技術上的「聖杯」。台北时间 7 月 28 日，以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 发表了关於密碼学混淆（Indistinguishability Obfuscation, iO）系列的第二篇文章，向大眾揭开了「Diamond iO」協议的神秘面紗。
相较於主流 iO 協议动輒需要比宇宙壽命还长的「星系級（Galactic）」运算时间，Diamond iO 雖然在今日的硬體條件下依然不可行，但已成功將複雜度降至「行星級（Planetary）」。Vitalik 认为，只要再经过幾次关鍵優化，这項技術極有可能在部分特定用例中实现真正的商业落地。
在先前的文章中，Vitalik 介紹了较为保守的 iO 技術樹，其运作原理通常是在屬性基加密（ABE）內部執行全同態加密（FHE）运算，再透过層層疊加的協议塔来確保評估者只有在正確執行后才能解密。然而，这種架構帶来了毀滅性的运算负擔。
Diamond iO 的核心突破在於它对 BGG+14 ABE 方案进行了两大关鍵修改：引入了完全不同的條件式 FHE 解密机制，以及全新的输入編碼生成机制。这使得 Diamond iO 的整體运算強度大幅下降，大致等同於函數加密（Functional Encryption, FE），而非过去那種深不见底的複雜堆疊。
在运作流程上，評估者会先獲得輔助項、隐藏输入 $z$ 的 FHE 加密、公开输入位元 $x$ 以及低範數 FHE 解密金鑰 $s$。接著，評估者在編碼上執行 FHE 評估以得出密文的 BGG+ 編碼，並利用「已知明文可乘法、加法同源」的特性进行解密运算。協议中巧妙运用了「桶式左移运算子（Bucket-wise left shift）」来縮放不同位元的權重以避免誤差爆炸，最后再透过「陷阱门（Trapdoor）」提取結果 —— 这道陷阱门只会对正確執行电路形狀的运算放行，確保了机制的安全性。
为確保安全证明上的嚴謹性，Diamond iO 在函數 $f(x,z)$ 端也进行了调整。为了让输出在所有输入下呈现「聯合偽随机」，協议採用了名为「PROM bootstrap」的技術：让隐藏输入 $z$ 包含真正的秘密与随机 PRF 金鑰，並计算出帶有偏移量的新函數 $f'(x,z) = f(x,z_{\text{secret｝｝) \cdot q/2 + \text{PRF}(k,x)$。此外，在输出端与输入端利用 XOR 雜湊處理，成功將「只对偽随机功能的混淆」转化为通用的 iO 協议。
在安全性方面，Diamond iO 最具爭议但也最具創新的是其输入編碼的生成机制。为了防止評估者透过相減等方式洩露秘密，該協议依賴了两个较新的密碼学假设：由 Wee22 提出的 Evasive LWE，以及 Diamond iO 獨有的 All-product LWE。这两大假设有效避开了过去屢次擊潰早期混淆協议的「歸零攻擊（Zeroizing attacks）」，但 Vitalik 也坦言，这些假设相对新穎且帶有一定风险，未来仍需密碼学界投入更多心力进行安全分析与验证。
儘管架構已大幅簡化，Diamond iO 目前仍面臨諸多具體的效能瓶頸。Vitalik 指出，目前的瓶頸主要卡在 BGG+ 的評估开销（ABE 与 FHE 的乘積），以及內部 PRF（目前使用深度依賴输入长度的 Goldreich PRG 樹）。同时，該協议目前只能容忍低深度的电路以防止誤差过度累積，並需要使用较龐大的亞指數安全參數。
对此，Vitalik 提出了多項未来的可能優化方向，包含：使用更高效的 PRF 取代 Goldreich 樹、換用更先进的 FHE 協议（如 BGV/CKKS 或 packed GSW）、进一步合併 ABE 与 FHE 層，以及專门針对結合 STARK 证明的「iO 完整程式」进行針对性優化。
在文章的結尾，Vitalik 總結道，Diamond iO 最大的价值在於其結構相对簡單、易於分析，开发者不需要精通过去 20 年来的所有複雜構造就能理解其核心。他期盼这篇文章能吸引更多研究者投入安全分析与效能優化，最終让这項深具顛覆性的技術真正走入我們的數位生活。
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Vitalik 解读密码学圣杯 Diamond iO：让智能合约“完全隐身”的行星级协议
密碼学领域的「聖杯」技術迎来重要理論进展！據 Vitalik Buterin 官方部落格於今（28）日发布的最新长文，以太坊共同創辦人 Vitalik 深入解析了全新的密碼学混淆協议「Diamond iO」。該協议透过大膽的密碼学假设与架構創新，成功將程式碼混淆的理論运算时间从遙不可及的「星系級」降至「行星級」，让隐藏程式碼內部逻辑的終極技術距离实际应用更近了一步。
（前情提要：Vitalik 讚Qwen模型识別匿名能力：AI 看穿他的數学思維習慣，散文偽裝全失效）
（背景補充：以太坊第三次重大迭代》Vitalik 解析 Lean Ethereum 路線圖：幾乎所有重要組件都会被替換）
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在区塊链与密碼学的世界中，如何让一段程式碼在公开環境下執行，卻能完美隐藏其內部的私鑰与逻辑，一直被視为技術上的「聖杯」。台北时间 7 月 28 日，以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 发表了关於密碼学混淆（Indistinguishability Obfuscation, iO）系列的第二篇文章，向大眾揭开了「Diamond iO」協议的神秘面紗。
相较於主流 iO 協议动輒需要比宇宙壽命还长的「星系級（Galactic）」运算时间，Diamond iO 雖然在今日的硬體條件下依然不可行，但已成功將複雜度降至「行星級（Planetary）」。Vitalik 认为，只要再经过幾次关鍵優化，这項技術極有可能在部分特定用例中实现真正的商业落地。
打破層層堆疊，Diamond iO 的架構瘦身
在先前的文章中，Vitalik 介紹了较为保守的 iO 技術樹，其运作原理通常是在屬性基加密（ABE）內部執行全同態加密（FHE）运算，再透过層層疊加的協议塔来確保評估者只有在正確執行后才能解密。然而，这種架構帶来了毀滅性的运算负擔。
Diamond iO 的核心突破在於它对 BGG+14 ABE 方案进行了两大关鍵修改：引入了完全不同的條件式 FHE 解密机制，以及全新的输入編碼生成机制。这使得 Diamond iO 的整體运算強度大幅下降，大致等同於函數加密（Functional Encryption, FE），而非过去那種深不见底的複雜堆疊。
在运作流程上，評估者会先獲得輔助項、隐藏输入 $z$ 的 FHE 加密、公开输入位元 $x$ 以及低範數 FHE 解密金鑰 $s$。接著，評估者在編碼上執行 FHE 評估以得出密文的 BGG+ 編碼，並利用「已知明文可乘法、加法同源」的特性进行解密运算。協议中巧妙运用了「桶式左移运算子（Bucket-wise left shift）」来縮放不同位元的權重以避免誤差爆炸，最后再透过「陷阱门（Trapdoor）」提取結果 —— 这道陷阱门只会对正確執行电路形狀的运算放行，確保了机制的安全性。
引入全新假设，防堵歸零攻擊
为確保安全证明上的嚴謹性，Diamond iO 在函數 $f(x,z)$ 端也进行了调整。为了让输出在所有输入下呈现「聯合偽随机」，協议採用了名为「PROM bootstrap」的技術：让隐藏输入 $z$ 包含真正的秘密与随机 PRF 金鑰，並计算出帶有偏移量的新函數 $f'(x,z) = f(x,z_{\text{secret｝｝) \cdot q/2 + \text{PRF}(k,x)$。此外，在输出端与输入端利用 XOR 雜湊處理，成功將「只对偽随机功能的混淆」转化为通用的 iO 協议。
在安全性方面，Diamond iO 最具爭议但也最具創新的是其输入編碼的生成机制。为了防止評估者透过相減等方式洩露秘密，該協议依賴了两个较新的密碼学假设：由 Wee22 提出的 Evasive LWE，以及 Diamond iO 獨有的 All-product LWE。这两大假设有效避开了过去屢次擊潰早期混淆協议的「歸零攻擊（Zeroizing attacks）」，但 Vitalik 也坦言，这些假设相对新穎且帶有一定风险，未来仍需密碼学界投入更多心力进行安全分析与验证。
未来展望：尋找更高效的替代方案
儘管架構已大幅簡化，Diamond iO 目前仍面臨諸多具體的效能瓶頸。Vitalik 指出，目前的瓶頸主要卡在 BGG+ 的評估开销（ABE 与 FHE 的乘積），以及內部 PRF（目前使用深度依賴输入长度的 Goldreich PRG 樹）。同时，該協议目前只能容忍低深度的电路以防止誤差过度累積，並需要使用较龐大的亞指數安全參數。
对此，Vitalik 提出了多項未来的可能優化方向，包含：使用更高效的 PRF 取代 Goldreich 樹、換用更先进的 FHE 協议（如 BGV/CKKS 或 packed GSW）、进一步合併 ABE 与 FHE 層，以及專门針对結合 STARK 证明的「iO 完整程式」进行針对性優化。
在文章的結尾，Vitalik 總結道，Diamond iO 最大的价值在於其結構相对簡單、易於分析，开发者不需要精通过去 20 年来的所有複雜構造就能理解其核心。他期盼这篇文章能吸引更多研究者投入安全分析与效能優化，最終让这項深具顛覆性的技術真正走入我們的數位生活。