Nghiên cứu công bố thiết kế giao dịch riêng tư kiểu Zcash cho Bitcoin không đổi đồng thuận

Thiết kế giao thức ‘Shielded Bitcoin’ cho phép triển khai giao dịch riêng tư kiểu Zcash mà không thay đổi lớp cơ sở của Bitcoin(BTC) đã được công bố. Cấu trúc này ẩn nội dung giao dịch mà không cần soft fork hoặc đơn vị vận hành riêng.

Clara Shikhelman, Misha Komarov và Aleksei Moskvin đã giới thiệu thiết kế Shielded Bitcoin ngày 24. Đề xuất được mô tả là một meta-protocol nhằm triển khai thanh toán riêng tư trên lớp 1 của Bitcoin.

Giao dịch Shielded Bitcoin được tạo dưới dạng dữ liệu có tiền tố như ‘shbtc:’. Dữ liệu này được ghi vào các khu vực có thể tích hợp trong giao dịch Bitcoin, chẳng hạn OP_RETURN và trường witness.

Mạng lưới Bitcoin không trực tiếp xác minh hoặc thực thi các quy tắc của Shielded Bitcoin. Vì vậy, dữ liệu không hợp lệ vẫn có thể được ghi vào các khối Bitcoin.

Việc xác định tính hợp lệ của giao dịch do một trình lập chỉ mục Shielded Bitcoin riêng đảm nhiệm. Trình lập chỉ mục theo dõi blockchain, xác minh giao dịch và không phản ánh các giao dịch thất bại trong trạng thái số dư.

Thay vì bổ sung chức năng vào các quy tắc đồng thuận của Bitcoin, cấu trúc này phủ một giao thức riêng lên trên để diễn giải dữ liệu giao dịch. Người dùng được thiết kế để có thể khôi phục trạng thái tài sản chỉ bằng một node Bitcoin và trình lập chỉ mục Shielded Bitcoin.

Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống không cần nhà cung cấp dịch vụ, điều phối viên hoặc trạng thái ngoài chuỗi riêng. Tuy nhiên, vì node Bitcoin không xác minh quy tắc của giao thức, độ chính xác của phần mềm lập chỉ mục và cơ chế xác minh giữa người dùng sẽ là điều kiện để hệ thống hoạt động.

Cấu trúc giao dịch xoay quanh ‘note’, một đơn vị tương tự UTXO của Bitcoin. Note chứa số tiền riêng tư và thông tin người nhận. Khi được sử dụng, người dùng không công khai note ban đầu mà đưa ra một nullifier.

Nullifier là giá trị định danh dùng để ngăn một note đã được sử dụng bị tái sử dụng. Thay vì xóa các note đã dùng, trình lập chỉ mục quản lý một tập hợp nullifier để kiểm tra liệu cùng một tài sản có bị sử dụng lại hay không.

Zero-knowledge proof được sử dụng để chứng minh rằng nullifier được tạo từ một note hợp lệ. Người quan sát bên ngoài khó xác định note nào đã được sử dụng, nhưng vẫn có thể nhận biết hành vi chi tiêu kép.

Cách tiếp cận này có điểm tương đồng về kỹ thuật với cấu trúc giao dịch được bảo vệ của Zcash. Zcash cũng sử dụng note, nullifier và zero-knowledge proof để che giấu người gửi, người nhận và số tiền.

Cơ chế PIPEs của Bitcoin được sử dụng để đưa tài sản vào và rút tài sản khỏi hệ thống. PIPEs ghi thông tin cần thiết cho hoạt động của giao thức trong giao dịch Bitcoin, sau đó trình lập chỉ mục đọc dữ liệu này để xây dựng trạng thái.

Điểm cốt lõi của Shielded Bitcoin là Bitcoin không tự thực thi toàn bộ quy tắc giao dịch. Mạng lưới Bitcoin cung cấp thứ tự và bản ghi giao dịch, còn việc xác định tính hợp lệ của giao dịch Shielded Bitcoin do trình lập chỉ mục thực hiện.

Các nhà nghiên cứu cho rằng thiết kế này có thể cung cấp mức độ riêng tư giao dịch tương tự shielded pool của Zcash. Tuy nhiên, đây mới là mô tả ở giai đoạn thiết kế; kết quả triển khai, vận hành thực tế và khả năng được mạng lưới chấp nhận chưa được xác nhận.

Do đó, Shielded Bitcoin có thể được xem là một đề xuất bổ sung chức năng giao dịch riêng tư mà không thay đổi các quy tắc đồng thuận của Bitcoin. Thiết kế được công bố chưa bao gồm kết quả vận hành để xác định liệu việc triển khai và hệ thống xác minh trong tương lai có thực sự hoạt động hay không.