वेव्स ब्लॉकचेन पर बेनामी लेनदेन का प्रोटोटाइप कैसे काम करता है

हमने ब्लॉक ब्लॉकचेन पर गोपनीय लेनदेन सुनिश्चित करने के लिए zkSNARK पर आधारित बेनामी लेनदेन का एक प्रोटोटाइप लागू किया है। हमारे कार्यान्वयन में, हम BN254 वक्र और DSL circom पर Groth16 साक्ष्य प्रणाली का उपयोग करते हैं।
हम बताते हैं कि यह कैसे काम करता है।

zkSNARKs

zkSNARK एक क्रिप्टोग्राफिक आदिम है जो निम्नलिखित समीकरणों (बाधा प्रणाली) के सेट के अनुरूप एक विशेष डेटा सेट (सबूत) के ज्ञान की पुष्टि करता है:

⟨ai,w⟩⟨bi,w⟩+⟨ci,w⟩=0 

सबूत का हिस्सा निजी है। यह निर्माण हमें साबित करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, उलटा छवि को विभाजित किए बिना हैश उलटा छवि का ज्ञान। यह UTXO (अनस्पेंट ट्रांजेक्शन (TX) आउटपुट) मॉडल के लिए निजी लेनदेन तंत्र में भी इस्तेमाल किया जा सकता है, जहां केवल UTXO हैश प्रकाशित होते हैं, और लेनदेन की वैधता zkSNARK (स्वामित्व का प्रमाण, राशि बचाने का प्रमाण) के अंदर साबित होती है।
zkSNARK शून्य प्रकटीकरण की एक गैर-संवादात्मक तकनीक है, अर्थात यह प्रतिभागियों के बीच बातचीत का एक प्रोटोकॉल नहीं है जो ज्ञान को साबित करने के लिए लागू किया गया है। ZkSNARK प्रौद्योगिकी में, प्रोवर प्रमाण का निर्माण करता है और इसे प्रोवर में भेजता है - कोई अतिरिक्त इंटरैक्शन की आवश्यकता नहीं होती है। परीक्षक अतिरिक्त जानकारी का सहारा लिए बिना साक्ष्य डेटा के उपयोग की शुद्धता और शुद्धता को सत्यापित कर सकता है। प्रारंभ में, zkSNARKs को "गोपनीय कंप्यूटिंग" के एक प्रोटोकॉल के रूप में बनाया गया था: परिणाम की गणना करते समय, गणना में शामिल डेटा का खुलासा नहीं किया जाता है।
ZkSNARK तकनीक का उपयोग करते हुए, एक प्रतिबद्ध-प्रकटीकरण योजना को लागू किया जा सकता है: प्रोवर हैश की गणना करता है, इसे प्रोवर को देता है, और एक विशेष प्रमाण बनाता है कि वह हैश x के व्युत्क्रम छवि को जानता है। सूत्र में x और हैश के मानों को प्रतिस्थापित करके, और इस सूत्र और परीक्षक को प्रमाण पास करके, परीक्षक सुनिश्चित कर सकता है कि prover x जानता है। यह बेनामी लेनदेन का आधार है: हम निजी कुंजी और कुछ विशिष्ट इनपुट (अनपेक्षित UTXO) को एक विशिष्ट राशि के साथ जानते हैं जो उपयोगकर्ता ने स्मार्ट अनुबंध पर बनाई है। इस डेटा का खुलासा किए बिना, उपयोगकर्ता एक स्मार्ट अनुबंध के साथ पुष्टि कर सकता है कि यह उसका इनपुट है, कि वह इसका निपटान कर सकता है और इसे उपयोग के लिए किसी को दे सकता है।
अब तकनीक का उपयोग हर जगह नहीं किया जाता है, क्योंकि सबूत कई मिनटों के लिए उत्पन्न होता है, जो उपयोगकर्ता के लिए बहुत सुविधाजनक नहीं है।
विटालिक ब्यूटिरिन के लेख "क्वाड्रैटिक अरिथमेटिक प्रोग्राम्स: जीरो से हीरो" में और सर्कॉम सर्किट डिजाइन पर इडेन 3 के लेख में प्रोग्रामिंग zkSNARKs के बारे में अधिक जानें।

खाता मॉडल

वेव्स में लेन-देन के लिए, वे आमतौर पर curve25519 आधार पर कुंजी और पते का उपयोग करते हैं। यह वक्र zkSNARK के अनुकूल नहीं है, इसलिए बेनामी लेन-देन के लिए हम BabyJubJub के BabyJubJub के एडवर्ड्स उपसमूह का उपयोग करते हैं। इसके अलावा, हम पते के रूप में सार्वजनिक कुंजी का उपयोग करते हैं, क्योंकि भेजते समय, आपको प्राप्तकर्ता के लिए डेटा एन्क्रिप्ट करने की आवश्यकता होती है।

UTXO मॉडल

हमारे मॉडल में, UTXO को 3 मापदंडों के सेट द्वारा दर्शाया गया है: संतुलन, मालिक की सार्वजनिक कुंजी और अद्वितीय रहस्य। ब्लॉकचेन में अतिरिक्त एन्क्रिप्शन के बिना केवल हैश होता है। मालिक को एक सार्वजनिक कुंजी द्वारा दर्शाया जाता है, और, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, हम सार्वजनिक कुंजियों का उपयोग वक्र curve25519 वक्र पर नहीं, बल्कि zkSNARK-friendly BabyJubJub वक्र पर करते हैं। UTXO Id को यादृच्छिक रूप से उत्पन्न किया जाना चाहिए, क्योंकि यदि उपयोगकर्ता दो समान आईडी निर्दिष्ट करता है, तो वह उनमें से केवल एक पर UTXO उठा सकता है (खर्च कर सकता है)। इस स्थिति में, वर्तमान उपयोगकर्ता के लिए संबंधित आईडी वाला केवल UTXO अवरुद्ध होगा, लेकिन शेष के लिए नहीं। यादृच्छिक संख्या जनरेटर का उपयोग करके आईडी का चयन करना उपयोगकर्ता के हित में है (253 बिट्स आईडी पर आवंटित किए गए हैं, इसलिए टकराव होना मुश्किल है)।
UTXO खर्च करने के लिए, आपको nullifier प्रकाशित करना चाहिए, UTXO का एक नियत कार्य, हैश (गुप्त, owner_privkey) के रूप में परिभाषित किया गया है। यह मान प्रत्येक UTXO के लिए निर्धारक और अद्वितीय है; केवल स्वामी ही इसे जानता है। स्वामी के अलावा, कोई भी UTXO को उसके संबंधित अशक्त के साथ नहीं जोड़ सकता है।
UTXO को डीएपी हैश मैप के अंदर संग्रहीत किया जाता है, अर्थात अनुबंध शैली में। ब्लॉकचेन पर, UTXO एन्क्रिप्टेड हैं। अपने पैसे लेने के लिए, उपयोगकर्ता को ब्लॉकचैन को स्कैन करना होगा और प्रत्येक UTXO को डिक्रिप्ट करने का प्रयास करना होगा।

स्टेट डॅाप

डीएपी शैली में दो सेटों का प्रतिनिधित्व करने वाले हैश मानचित्र हैं:

• utxo हैश
• obnuliteli

इस प्रकार, dApp एक UTXO अनाम सेट के अस्तित्व और nullifiers की विशिष्टता को सत्यापित कर सकता है। यह नई संपत्तियों के मिथ्याकरण और दोहरे खर्च के खिलाफ संरक्षण के साथ अनाम स्थानांतरण की प्रक्रिया के लिए पर्याप्त है।
डीएपी में 3 तरीके हैं जो बुनियादी प्रकार के लेनदेन के अनुरूप हैं:

• जमा
• स्थानांतरण
• निष्कर्ष

फंड ट्रांसफर करने और निकालने के लिए, हम अपने स्वयं के सत्यापनकर्ताओं का उपयोग करते हैं जो बेबीजबज वक्र के आधार पर विशेष अनाम खातों के साथ डीएपी इंटरैक्शन सुनिश्चित करते हैं। जमा राशि को नियमित लहरों के खातों से संसाधित किया जाता है।

आयोग

खाता पुनःपूर्ति के लिए, curve25519 खाते से शुल्क लिया जाता है। स्थानान्तरण और निकासी के लिए, आयोग को अनाम खाते से डेबिट किया जाता है। डीएपी स्तर पर, यह इस तरह दिखता है:
डीएपी स्वयं लेनदेन के लिए भुगतान करता है, अर्थात, कमीशन का भुगतान करने पर खर्च किया जाने वाला मूल टोकन अपने शेष राशि से डेबिट होता है
प्रवेश और निकास के बीच, कमीशन का हिस्सा स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट पर वास्तविक संपत्ति के अनुरूप संपत्ति को नष्ट करने के लिए जलाया जाता है
UTXO स्तर पर, हम लेनदेन की प्रक्रिया करते समय एक निश्चित राशि को कमीशन के रूप में जलाते हैं।

लेन-देन

एक जमा एक सरल ऑपरेशन है, प्रत्येक जमा UTXO में एक नया तत्व जोड़ता है।

स्थानांतरण 2-टू -2 अनुवाद आदिम पर आधारित हैं ।

कुछ इनपुट और आउटपुट शून्य हो सकते हैं। इस तरह के निर्माण के एक आंशिक उदाहरण के रूप में, किसी भी प्रकार के सरल अनुवाद का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है (शामिल, विभाजित और अन्य स्थानान्तरण, परमाणु स्वैप के अपवाद के साथ)।

निष्कर्ष अन्य लेनदेन की तरह काम करते हैं, केवल एक दूसरे UTXO बनाने के बजाय वे उपयोगकर्ता को अपने UTXO को dApp से निकालने की अनुमति देते हैं। इनपुट पर दो यूटीएक्सओ भी हो सकते हैं, बाकी फंडों के साथ बाहर निकलने और वापस लेने पर यूटीएक्सओ, जो ब्लॉकचेन पर प्रकाशित होते हैं।

वापस लेते या स्थानांतरित करते समय, dApp पुष्टि करता है कि संबंधित nullifiers अभी तक इसके ढेर में नहीं पाए गए हैं।
ZkSNARK का उपयोग करके हम गणना कर सकते हैं कि लेनदेन इनपुट का योग आउटपुट के योग के बराबर है। लेनदेन को निष्पादित करते समय, हम इसे UTXO और कुछ अन्य शून्य UTXO पर खर्च करते हैं, जो कि मर्कल ट्री में नहीं है। UTXO खर्च करने के लिए, आपको इसके मालिक की निजी कुंजी का ज्ञान साबित करना होगा। जांचें कि निजी कुंजी, जब समूह जनरेटर द्वारा गुणा किया जाता है, तो एक सार्वजनिक कुंजी होती है। तदनुसार, निजी कुंजी को जाने बिना, एक लेनदेन पूरा नहीं किया जा सकता है।

अनाम सेट

हम 8 तत्वों के एक अनाम सेट का उपयोग करते हैं। लक्ष्य तत्व को zkSNARK सार्वजनिक इनपुट में दर्शाए गए सेट से निजी रूप से चुना गया है। यह विधि आपको लेन-देन के ग्राफ़ को बाधित करने की अनुमति देती है (यदि यह UTXO इंटरैक्शन ग्राफ को पुनर्स्थापित करना संभव है, तो लेनदेन का पता लगाने की संभावना है)।
इसके अलावा, 8 तत्वों के एक सरल कलेक्टर को मर्कल पेड़ों के एक कलेक्टर के साथ बदल दिया जा सकता है। दृष्टिकोण लेनदेन ग्राफ को छुपाता है।
एक वैध लेनदेन बनाने के लिए, हम यह साबित करते हैं कि हम UTXO के सेट से कुछ UTXO खर्च करते हैं। हमने निजी इनपुट्स और रूट हैश में zkSNARK मर्कल प्रूफ और UTXO डेटा को सार्वजनिक प्रवेश द्वार पर रखा। इस प्रकार, SNARK का उपयोग करते हुए, हम साबित करते हैं कि हम UTXO को जानते हैं।

डबल खर्च संरक्षण

दोहरे खर्च से बचाने के लिए, हम nullifiers - निर्धारक कार्यों का उपयोग करते हैं जो सीधे UTXO हैश पर निर्भर नहीं करते हैं। अशक्त की गणना करने के लिए, हम फ़ंक्शन को निजी कुंजी से लेते हैं, यह सार्वजनिक कुंजी, आईडी और UTXO हैश के अनुरूप साबित होता है। प्रत्येक UTXO के लिए, केवल एक नलिका है।

प्रत्येक लेनदेन के लिए, खर्च किए गए UTXO आउटपुट की नलिका को zkSNARK के लिए सार्वजनिक प्रविष्टि के रूप में प्रस्तुत किया जाना चाहिए। ZkSNARK सर्किट के अंदर, यह भी पुष्टि की जानी चाहिए कि यह खर्च किए गए UTXO से संबंधित है।

यदि डीएपी अनुबंध एक गैर-अद्वितीय अशक्त मान प्राप्त करता है, तो लेनदेन अस्वीकार कर दिया जाता है। इस प्रकार, यह गारंटी है कि प्रत्येक UTXO एक बार खर्च किया जाता है।

UTXO में खर्च करने के बाद, nullifier को dApp लेख में बिताए nullifiers की सूची में प्रकाशित किया जाता है। यही है, हैश-मैप में, इस अशक्त के विपरीत, "सच" सेट है। लेख में nullifier को प्रकाशित करने से पहले, हम जाँचते हैं कि इस nullifier का अभी तक उपयोग नहीं किया गया है, जिसका अर्थ है कि इस id के साथ UTXO को खर्च किया जा सकता है।