📜 [專欄新文章] Unirep介紹: 使用ZKP的評價系統

✍️ Ya-Wen Jeng

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Unirep是什麼? 怎麼用?

Photo by Raphael Lovaski on Unsplash

UniRep 是一個使用零知識證明(Zero-knowledge Proof)而達到具有隱私保障的評價 (reputation) 系統。使用者有權利享有多個暫時性的身份，但又同時能提出證明，讓其他人可以驗證評價是否符合自己宣稱的數量。此外，使用者也無法拒絕接收對自己不利的評價。

想像一個情境：如果Alice是Airbnb的使用者，Alice常常透過Airbnb租房，且Alice曾經獲得獲得許多Airbnb房東的好評；有一天Alice想透過Booking.com訂房，http://xn--alicebooking-kt4so6lvyab96x7trhi5b54x.com/，所以在Booking.com上沒有任何評價，萬一Booking.com的房東不想把房子租給來路不明的客人，那Alice要如何向Booking.com的房東證明她其實都是用Airbnb租房，且獲得許多好評？

Alice雖然可以透過截圖或公開自己的資訊向Booking.com的房東證明自己擁有這些好評，但這樣Alice的隱私或許會被洩漏，例如Alice不想讓Booking.com的房東知道自己去過哪些地方、住過哪些民宿；或者Alice有可能偽造截圖，或者偽造評價，那Booking.com的房東要如何相信Alice所提供的證明文件是真的來自Airbnb的房東？除此之外有沒有更彈性的方式，Alice可以選擇性地向Booking.com的房東證明，自己至少有10個好評，但不透露自己總共有多少好評？

Photo by Andrea Davis on Unsplash

使用Unirep協定就可以解決這個問題。UniRep 取名自 Universal Reputation，希望透過區塊鏈上智能合約的可互用性 (interoperable，指智能合約容易被多方呼叫且容易透過智能合約與對方互動)，讓不管是Airbnb的房東、Booking.com的房東或是Alice都能很容易地透過Unirep的智能合約與對方互動，且透過零知識證明的方式，讓Alice的評價具有隱私的保障，Alice不用明確地向Booking.com的房東說這些評價是怎麼獲得、是什麼時候獲得，也可以彈性的證明自己至少有多少好評，或者最多有多少差評。

密碼學

Unirep主要用到的密碼學方法有

雜湊函數 hash：若有一個雜湊函數 f(x) = y 則由x可以很輕易的用f算出y，但從y推回x是幾乎不可能的，且要找到兩個不同的x對應到相同的y也是幾乎不可能的(沒有碰撞問題)。

零知識證明 zero-knowledge proof：可以將複雜的運算邏輯轉成容易驗證且具有隱私保障的驗證問題，使用者只要將變數輸入，這個零知識證明的演算法就會產生對應的證明且計算出對應的結果，使用者只要將此證明和運算結果輸入驗證的程序中，其他人就能驗證使用者是不是提出正確的證明，若驗證成功，則驗證者就能相信提出證明者高機率擁有正確的知識，也就是在計算證明時的輸入變數。

ZKP Proof System

ZKP Verification System

Semaphore：semaphore 是設計為可以用零知識證明驗證的身份認證系統。Unirep 中用來產生私鑰 (identity) 和公鑰的 hash 值(identity commitment)，讓使用者不必公開 identity 仍能透過零知識證明驗證其公私鑰的對應性。

雜湊樹 Merkle trees：Unirep 中大量運用雜湊樹的方式確保評價紀錄，而其中用到的雜湊樹又分兩種：Incremental merkle tree 和 Sparse merkle tree

Incremental merkle tree: 從 index 0 開始依序插入雜湊樹中的樹葉。為了使 ZKP 的 circuit 大小固定， Unirep 中使用固定高度的 Incremental merkle tree。

Sparse merkle tree: 在特定的 index i 插入樹葉

Incremental merkle tree and sparse merkle tree

UniRep中用到的名詞定義

Epoch

指一段特定的時間，例如7天

UniRep 的 Epoch 從 1 開始計算，7天過後Epoch數加一，即 Epoch 變為 2

Epoch Key

每個使用者在每個 Epoch 都能產生 n 把 Epoch key，用來收取評價 epoch_key = hash (id, epoch, nonce)

id: 這裡指用 semaphore 產生的 identity

epoch: 表示這是在第幾個 epoch 產生的 epoch key

nonce: 若 Unirep 規定使用者能在一個 epoch 產生 5 把 epoch key，則使用者可以選從 0 到 4 為此 nonce

因為雜湊函數的性質，算出來的 epoch key 很難推回原本的 id, epoch, nonce， 所以看到 epoch key 並不能推回使用者是誰。

以Alice為例，當Alice住完Airbnb，房東會透過 epoch key 給予 Alice 評價，但房東無法知道 Alice 在同個 epoch 的其他 epoch key 是哪一把，也無法知道 Alice 在別的 epoch 獲得的評價，除非 Alice 在這個 epoch 重複使用同一把 epoch key 收取評價。

User 使用者

用 semaphore 產生 identity 並使用此 identity 註冊的使用者

使用者是接收評價、證明評價、或是花費評價的人，用 epoch key 跟其他人互動，因為 epoch key 會隨著 epoch 增加而改變，所以對使用者來說每個 epoch 能產生的 epoch key 都不同，具有保護隱私的效果。

在上面的例子中使用者指的是 Alice, Bob, Airbnb 的房東, Booking.com的房東

Attester 證人

用 Ethereum address 或 smart contract address 註冊的用戶

是會被使用者記錄下來的評價給予者

Unirep 會給這些 address 一個 attester ID，而這個 attester ID 不會隨著 epoch 增加而改變，使用者可以知道這個評價是來自哪一個 attester。

在上面的例子中指的是 Airbnb 跟 Booking.com，因為 attester ID 不變，所以使用者可以證明這些評價是來自於 Airbnb 或是 Booking.com

User State Tree (UST)

是一 Sparse merkle tree

每個使用者都有自己的 User State Tree，其中樹葉表示所收到的評價的hash值，而葉子的 index 表示 attester ID，UST 樹葉的定義為

USTLeaf = hash(posRep, negRep, graffiti)

例如 Airbnb 的 ID 是1，Booking.com 的 ID 是 3，那 Alice 的 User State Tree 中 index 為 1 的地方會有自己在 Airbnb 獲得的總評價的 hash 值，而 index 為三的地方則為空的評價。另一個使用者 Bob 的 User State Tree 亦同，在 index 為 1 的地方會有自己在 Airbnb 獲得的評價，在 index 為 3 的地方會有自己在 Booking.com的評價。

Global State Tree (GST)

是一固定樹高的 Incremental merkle tree

Global State Tree 的葉子到樹根都是公開的資訊，當有使用者註冊或者更新 User State Tree 時會在 Global State Tree 裡新增一個新的樹葉，GST 樹葉的定義為：

GSTLeaf = hash(id, USTRoot)

先送出的樹葉先插入到較前面的 index，之後的樹葉依序插入 GST 中。

以 Alice的例子來說，當 Alice跟 Bob註冊 Unirep時，都會產生一個 GST的樹葉，更新 GST的樹根，若 Alice先註冊，則 Alice的 index會較 Bob前面。注意，這邊的 Airbnb 和 Booking.com 等 attester 並不是用這棵 Global State Tree註冊。

Epoch Tree

是一個 Sparse merkle tree

Epoch Tree 跟 Global State Tree 一樣從葉子到樹根都是公開的資訊，Epoch Tree 中樹葉的 index 為 epoch key，而樹葉的值為該 epoch key 的 sealed hash chain

每個 epoch key 都有一個 hash chain，hash chain 的定義為

hashedReputation = hash(attestIdx, attesterID, posRep, negRep, graffiti)hashChain[epochKey] = hash(hashedReputation, hashChain[epochKey])

此 hash chain 是為了防止使用者漏收了哪一筆評價，如果使用者少收了其中一筆評價，則 hash chain 的結果會完全不同。最後驗證時如果其中一個 epoch key 的 hash chain 改變，會造成 epoch tree 樹根跟原本的 epoch tree 的樹根不同。

而 Sealed hash chain 是在每個 epoch 結束後，Unirep 智能合約會再將這條 hash chain 再 hash 一次

sealedHashChain[epochKey] = hash(1, hashChain[epochKey]) isEpochKeyHashChainSealed[epochKey] = true

需要再把這條 hash chain 封起來的用意是，避免這把 epoch key 過了這個 epoch 之後再繼續接收評價，所以 epoch tree 會用這個 epoch key 最後的 sealed hash chain 去計算樹根。

Nullifier

中文翻譯為註銷符，當我們要防止一件事情重複發生時，就可以使用這個 Nullifier

Unirep 中使用到 Epoch key nullifier：此 nullifier 是用來限制使用者不能在不同的 epoch 使用重複的 epoch key 去收取評價，也不能被其他使用者使用；此外也可以用來檢視使用者是否重複執行 UST 的更新

Nullifier 也用 hash 計算，但多使用一個 domain 變數，避免與 epoch key 產生相同的 nullifier 而洩露自己擁有的 epoch key，也可以用不同的 domain 產生不同用途的 nullifier

epochKeyNullifier = hash(EPOCH_KEY_DOMAIN, id, epoch, nonce)

Epoch Transition

一個 epoch 結束過後，要透過 epoch transition 的步驟，更新 Unirep 及使用者的狀態

其中要做的事包含將智能合約上的 epoch 數加一，還有將所有 epoch key 的 hash chain 封起來

接著使用者就可以執行 User State Transition 更新自己的 UST

User State Transition

到下一個 epoch 後，使用者可以透過自己的 identity，找出自己在前一個 epoch 所有的 epoch key，並根據每把 epoch key 收到的評價更新到自己的 UST，最後計算出最新的評價狀態，產生一個 GST的樹葉，插入 GST 中 (如同註冊時一樣)。

使用者之後如果要花費評價或者產生下一個 epoch 的 epoch key 時，因為必須確認自己的 UST 在當前的 epoch，所以需要經過 User State Transition 確保自己有一個 GST 的樹葉在 GST 中。

Unirep 協定

有了 Unirep 的名詞定義後，接著介紹 Unirep 是如何運作的。

註冊

Unirep 的 user 和 attester 的註冊方式不同：

User signup and attester signup in Unirep

User

User 透過 semaphore 產生 identity 和 identity commitment，identity 就如同私鑰，identity commitment 就如同公鑰

將 identity commitment 和預設的 UST 樹根經由 hash 計算得 GST 的一個樹葉

若使用者要證明自己在某個 epoch 有註冊或者有更新自己的 UST，則證明自己是 GST 的某一個樹葉，利用零知識證明的方法，輸入 identity、UST 樹根，還有 merkle tree 中要計算 hash 值的相鄰節點，則最後可得到一個 GST 的 root，其他人可以驗證這個 GST 的 root 是否符合這顆公開的 GST。

Attester

Attester 則是用自己的錢包，或者用智能合約的地址註冊，呼叫 attester sign up 的 function 後，Unirep 會指定一個 attester ID 給這個地址，往後 attester 用相同錢包或合約地址給予評價時，Unirep 會檢查此地址是否被註冊，若有註冊則可以給予 epoch key 評價。

以 Alice 和 Bob 為例，Alice、Bob、Airbnb的房東、Booking.com的房東會產生 identity 並且透過 Unirep 合約用 user 的註冊方式獲得一個 GST 的樹葉代表自己；
而 Airbnb 和 Booking.com 會透過 attester 的註冊方式，使用特定的錢包地址或是撰寫智能合約呼叫 Unirep 的 attester sign up function。
當然 Alice 或 Bob 如果想用自己的錢包註冊為 attester 也是可以，這時合約就會紀錄 Alice 和 Bob 的錢包地址，並給予一個新的 attester ID。

給予評價

在 Unirep 中評價的接收者是 epoch key，接著介紹 user 和 attester 是如何互動。

How an attester gives reputation to an epoch key

Alice 在 Unirep 註冊過後，就可以產生 epoch key 接收評價

epochKey = hash(identity, epoch, nonce)

但 Airbnb 的房東看到這把 epoch key，要如何知道 Alice 確實是 Unirep 的合法使用者，且 epoch key 的 是合法的，例如 nonce 小於 5，或者 epoch 是當前的 epoch？

如果 Alice 直接提供 epoch 和 nonce，別人沒有 identity 也無法計算此 epoch key，更不用說如果 Alice 提供 identity 會造成 Alice 完全沒有隱私可言，所有人都可以計算出 Alice 收過哪些評價。

因此我們用一個零知識證明，證明此 epoch key 是合法的。細節請參考 epoch key proof，主要是證明使用者有一個合法的 GST 樹葉在 GST 中，並且 epoch 和 nonce 也都符合。

房東得到 Alice 提供的 epoch key 和 epoch key 的證明，並且透過 Unirep 的合約驗證通過之後，就可以給予評價。

獲得空投評價、使用者可以給予評價的限制可以由各個應用自行定義，例如 Airbnb 可以決定空投 30 個正評給使用者， Booking.com 可以決定空投 20 個正評給使用者。

另外，為了確認房東也是合法的使用者，也為了防止房東重複花費 (double spending) 自己的評價點數，Unirep 上的應用也可以用 reputation nullifier 及其 proof 去證明使用者合法使用自己的評價。

例如，此 reputation nullifier 可以用下列計算方式取得：

reputationNullifier = hash(REPUTATION_DOMAIN, id, epoch, nonce)

當 reputation nullifier 及 proof 產生後，就會與房東要給的評價一起發送到 Airbnb 的智能合約上，智能合約會驗證 proof 是否合法，nullifier 是否有被發送過，若檢查都通過的話則 Unirep 會紀錄此評價給 epoch key，並將 hash chain 更新。

接收評價

使用者即使可以證明自己擁有哪一把 epoch key 並且大家都知道這把 epoch key 有多少評價，但這有可能造成使用者故意忽略其他把 epoch key 中對自己不好的評價，因此 Unirep 限制使用者只能在每個 epoch 結束，每把 epoch key 都封起來之後，才能用 User State Transition 更新自己的評價。

User State Transition in Unirep

這裏也是用 User State Transition Proof 去保證使用者是根據正確的方式計算出最新的 UST，且用 epoch tree 限制使用者必須處理每一把 epoch key 的結果。

亦即，需要等到 epoch 結束後，Alice 才能透過 User State Transition 獲得 Airbnb 房東的評價，更新自己的使用者狀態。

證明評價

當使用者通過 User State Transition 之後會有最新的 UST 狀態，此時 Alice 就可以透過 reputation proof 向 Booking.com 她有來自 Airbnb 的評價，在reputation proof 中檢查使用者是否有其宣稱的 UST (例如總共有多少好評、多少差評來自哪一個 attester ID)，並且此 UST 的狀態儲存在當前 epoch 的 GST 中。

在生成 reputation proof 時，即使 Alice 總共有 100 個好評，但 Alice 仍可以產生「至少有10個好評」的證明，Booking.com 的房東若驗證成功，則只能知道 Alice 宣稱的「至少有 10 個好評」而不能知道 Alice 總共有 100 個好評。

常見問題

Alice 能不能給 Airbnb 的房東評價？ Alice 能不能給 Bob 評價？

可以。

Airbnb 的房東和 Bob 也都能產生 epoch key，因此如果 Alice 有兩者的 epoch key 及合法的 proof 則可以給予評價。此時 Alice 可以選擇透過 Airbnb、Booking.com、或甚至自己的 Ethereum account 當作證人給予評價 (也必須選擇一個證人)。

Alice 可以透過 Unirep 給 Airbnb 評價嗎？

如果 Airbnb 也透過 Unirep 註冊為使用者，並且產生 epoch key 的話就可以。但如果 Airbnb 只註冊為證人的話不行。

Alice 可以證明評價來自哪一個 Airbnb 房東嗎？

如果 Airbnb 的房東沒有註冊為證人，則 Alice 不能證明評價來自哪個房東。

若 Airbnb 的房東用自己的 Ethereum account 註冊為證人，則 Alice 只能證明評價來自這個 Ethereum account，但無法知道這個 account 是一個 Airbnb 的房東。

從 Airbnb 獲得的評價可以在 Booking.com 花費嗎？

需看 Booking.com 的智能合約如何定義，但一般來說不行，因為 attester ID不同，但未來可能會開發各個應用程式之間的兌換評價功能。

如果遲遲不執行 User State Transition 會發生什麼事？會不會收不到之前的評價？

若 Alice 在第一個 epoch 註冊，並在第一個 epoch 產生 epoch key 接收評價，但 Alice 到第五個 epoch 才執行 User State Transition，那 Alice 會根據第一個 epoch 的 GST、epoch tree 執行 User State Transition，因此仍然可以在第五個 epoch 收到來自第一個 epoch 的評價；而在第二到第四個 epoch 因為 Alice 無法產生出合法的 epoch key proof，因此無法接收評價。

User State Transition 可以自動執行嗎？

不行。

只有使用者主動給出私鑰，即 semaphore 的 identity，才可以產生合法的 User State Transition proof，若將私鑰交給第三方幫忙執行可能會侵害使用者的隱私。

結論

Unirep 是一個具有隱私保障的評價系統，透過 ZKP 的保護使用者可以在匿名的情況下收取評價、給予評價、並且向他人證明自己的評價。Unirep 可以用於跨應用程式間的評價證明，可以在 A 應用程式中獲得評價，並向 B 應用程式證明在 A 應用程式中獲得多少評價。若想了解更多有關 Unirep ，可以參考 Github、文件或加入 telegram 群組討論。

本文感謝 CC, Nic, Kevin, Doris 協助審稿。

Unirep介紹: 使用ZKP的評價系統 was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

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📜 [專欄新文章] EIP-1014 產生可控的智能合約地址

✍️ 飛天的狸貓

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先前在 Solidity Taiwan 讀書會 群中看到一個討論，裡面應該是一個套利機器人，打開他的合約會發現 Contract 標記著 Reinit，大致上意思是在相同地址上曾經 Self Destruct 後又佈署新的 Byte Code。這其中就用到了 Vitalik 提出的 EIP-1014，來達成在固定的地址上佈署。

合約地址是怎麼產生的

如果對於以太坊智能合約佈署不陌生，應該會知道合約地址是依據佈署者的地址和他的 Nonce 來決定的。假如地址 0xa1 在 Nonce 為 1 的交易中建立了合約，合約地址是 0x01，則當他到了其他鏈而再次使用 Nonce 1 建立合約時，就也會得到相同的合約地址 0x01。

而在以太坊中，Nonce 是嚴格遞增的，這主要是為了避免雙花攻擊，因此很顯然的，再次佈署到同一個地址是不可行的。而在 EIP-1014 以前，在合約中建立的子合約也是透過這個方式達成。

EIP-1014 做了什麼

前面說到合約中可以建立子合約，通常使用的指令是 create，這個指令便會根據主合約的地址與合約本身的 Nonce 來算出子合約的地址。在 EIP-1014 中，提出了另外一個指令 create2，接受的參數是一個 salt 和 init code（建立合約的 Byte Code）。這個指令會透過 keccak256 雜湊，混和參數和主合約的地址來算出子合約地址。

可以留意到，salt 和 init code 都是可控的，主合約地址是固定的，因此就讓子合約地址是可控制的（當然不是說想要產生在哪裡就在哪裡）。在 create 中，Nonce 是漸次增加的，所以無法重複，並且若要控制到特定 Nonce 需要發起多筆交易。

但是當再次佈署到相同地址時，EIP-684 說明若該地址 Nonce 不為零或者存在 Byte Code 時將直接拋出錯誤，因此若要佈署到同一個位置，就必須利用 Self Destruct 來抹去 Nonce 和 Byte Code。

為什麼要 EIP-1014

EIP-1014 在起初是基於 State Channel 的需求，主要是因為某些狀況下可能還沒有要和合約做互動，但需要先知道合約地址。因此只要是需要先知道地址，但沒有要立即使用的合約就十分適合通過這個指令來建立。

例如對於交易所來說，替所有要入金的人建立私鑰有管理上的問題，若透過智能合約則相對有彈性，但卻不是所有申請地址的人都真的會入金，此時就適合利用這個指令先行取得地址，當真的有入金時再佈署合約。

如何使用 EIP-1014

除了直接寫 Opcode 以外，Solidity 0.6.2 加入了利用 create2 建立合約的語法。使用方式是 new Contract{salt: someByte}(...args)，其中 new Contract(...args) 就是傳統的佈署方式，而 someByte 是一個 bytes32。

資安疑慮

回到開頭，Etherscan 之所以會標記 Reinit 則是因為可能有資安的疑慮。回顧地址產生的過程，兩個參數都沒有限制條件，因此碰撞的可能也是存在的。如果不肖人士先佈署一個正常的合約，接著通過 Self Destruct 刪除後再佈署假的合約，就可能讓沒注意到的使用者上當。

但或許因為碰撞的機會太低，所以並不太構成問題。而若真的要從使用者的角度防範，可以通過檢查合約有沒有 Self Destruct、Delegate Call、Call Code 指令（如果沒有的話無法刪除合約，再次 create2 時就會被 revert）來避免。

2021/4/23 補充

後來看了幾個討論，也想了一下，資安的疑慮應該遠不只上面這麼簡單。
例如一個宣稱鎖定 ERC-20 代幣的合約，雖然使用者可以檢閱程式碼，並確認其中解鎖 function unlock() 必須在 uint256 block 之後才能執行，並且 block 是無法變更的，但攻擊者可能透過上述方法來消除 block 狀態，進而提前執行 unlock。

參考資料

https://consensys.net/diligence/blog/2019/02/smart-contract-security-newsletter-16-create2-faq/

https://www.chainnews.com/zh-hant/articles/803272341363.htm

如有錯誤敬請指正，原文載於：https://limaois.me/archives/265

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📜 [專欄新文章] [ZKP 讀書會] Zkopru
✍️ NIC Lin
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Photo by Barth Bailey on Unsplash

Zkopru

Zkopru 這個名稱是由 zk-transaction + Optimistic Roll-Up 的字首組成，這個layer 2 的協議包含了使用零知識證明來保護交易的隱私（ zk-transaction）、再搭配 Optimistic Rollup 來管理 layer 2 。

接下來會講到 Zk Rollup 和 Optimistic Rollup，如果讀者還不熟悉，可以先閱讀這篇ˊ指介紹。

它和 Zk Rollup 有什麼不同？

Zk Rollup 連同 layer 2 的鏈的 state transition 都是由零知識證明來處理，但缺點是目前零知識證明技術的成本較高，包含在鏈下產生證明和在鏈上驗證證明（鏈下產生證明耗費時間，鏈上驗證證明則耗費 gas）。
註：接下來提到的（零知識證明、circuit）的鏈下成本都是指時間多寡，而鏈上成本則都是指 gas 多寡）

另外目前的 Rollup 協議都是使用 merkle tree 來儲存當前的鏈的狀態（例如使用者的餘額、nonce 或是 UTXO） — 如果使用者要證明他有 $20，則他必須要提供 merkle proof ，而這個 merkle proof 的大小及 hash 次數也會因為選擇的 merkle tree 的高度而有不同。
而這個因素再搭配上 hash 的成本在 EVM 和 circuit 會有不同，導致協議如果使用在 EVM 成本較便宜的 hash function，則 circuit 的 hash 成本會較高；反之亦然。

目前還沒有安全的 hash function 是在 EVM 或 circuit 裡都是便宜的，所以協議設計者必須做出妥協。可想而知，Zk Rollup 便是使用在 circuit 便宜但是在 EVM 貴的 hash function，這導致當使用者要離開 layer 2 回到 layer 1 時（這個步驟在這裡稱作 withdraw），他成本會很高（因為要在 EVM 裡驗證他持有資產的擁有權，這可以是一個 merkle proof 或 zk proof）。

和 Optimistic Rollup 有什麼不同？

而這個成本相對的也反映了採用 Optimistic Rollup 的好處 — 只有在特殊情況下（例如協議裡的 Operator 作惡）才需要付出較高的成本，其他時間大家則享受極低成本的使用費。

但使用 Optimistic 的方式也有附帶的缺點： challenge period 。輕節點使用者需要等待 challenge period 來確保交易不會被推翻、withdraw 過程需要等待 challenge period（以下稱 withdraw period） 過了才能將錢提回到 layer 1。

所以使用哪種 Rollup 就要看協議設計者如何依照他們的使用需求去權衡。

那為什麼不使用 Optimistic Rollup 就好？

因為需要零知識證明來保護交易隱私！

前提

zkopru 使用和 Bitcoin 相同的 UTXO model

transfer 的付款方、收款方和金額都是被保護住、看不到的，但 zkopru 和其他隱私幣一樣，不需要付款方和收款方合作即可由付款方單獨完成 transfer。
但也和隱私幣一樣，收款方必須去監看鏈上每一筆交易並嘗試解密來得知是否有人 transfer 給自己

基本使用流程

Deposit
使用者將 ether 、ERC20 或 ERC721 代幣轉入 zkopru 位於 layer 1 的合約，觸發 event。協議的 Operator 會監看合約並搜集 deposit event，然後將這些 deposit 一起放入下一個（zkopru 的）區塊裡。

Transfer
如同 Bitcoin 的 UTXO，zkopru 裡使用者必須要證明其對某 UTXO 有擁有權才能花費該 UTXO。要被花費的 UTXO 會被放到 transaction 格式裡的 inputs 欄位， outputs 欄位的 UTXO 則是填入收款方的公鑰和收款金額（outputs 的 UTXO 就會是新產生的 UTXO）。

因為要保護交易的隱私，新的 UTXO 的資訊是不會洩露出去的，第三方只會看到該 UTXO 的 hash 值。那收款方要怎麼知道一個 UTXO 是不是他的呢？
sender 會利用自己的私鑰、收款方的公鑰及一個隨機值，透過密鑰交換協議來產生一個臨時的共享密鑰。 付款方用此共享密鑰加密收款方所需的資訊（包含 transfer 的代幣種類和金額），而收款方會監看每一筆交易並試著用自己的私鑰組出一個共享密鑰然後去解密，如果解密完的資料不是亂碼而是合理的，則可確認收到錢。

Withdraw使用者產生 withdraw 類別的交易，等待協議 Operator 收進區塊裡，然後再等待 withdraw period 過去，即可送出 merkle proof 來將錢提領回 layer 1。
註：提領回 layer 1 之後的收款方和金額都是公開透明的，隱私不再受保護。

零知識證明

zkopru 裡一共有三種類型的 merkle tree 來儲存所需的狀態，分別是 UTXO tree、Nullifier tree 以及 Withdrawal tree。

UTXO tree 紀錄所有產生過的 UTXO，包含新的和已經花掉的。

Nullifier tree 紀錄被花掉的 UTXO 的 nullifier 值。一個 UTXO 的 nullifer 由該 UTXO 的相關資訊算出，而且只能得出唯一一個 nullifier。這個 nullifier 能夠證明該 UTXO 已被花掉，但同時又不會洩露是哪個 UTXO 被花掉。聽起來很饒口，但這就是零知識證明的能力。

Withdrawal tree 紀錄 withdraw 類別的交易的資訊，使用者要提領回 layer 1 就需要這棵 merkle tree 的 merkle proof。也是就說，前面說的 Operator 會把 withdraw 交易放到這棵 merkle tree 裡，然後等待 withdrawal period 過後，再由使用者提供 merkle proof 來領走。

這裏以 transfer 為例來說明其中一部分的 circuit 在做什麼事

當使用者要產生一筆 transfer，他首先要證明 inputs 裡的 UTXO 都是合法的，這包含了證明：

他擁有這個 UTXO — 藉由提供簽章來證明

這個 UTXO 是真的存在的 — 藉由證明該 UTXO 的 hash 值存在 UTXO tree 裡

這個 UTXO 沒有被花過 — 藉由證明該 UTXO 的 nullifier 值不存在 Nullifier tree 裡

接者是 outputs，新產生的 UTXO 的 hash 值會被放進 UTXO tree 裡。
最後是比對 inputs 金額加總等於 outputs 金額加總再加上交易手續費。

而這些都在 circuit 裡完成，第三方沒辦法得知實際的 inputs、outputs 或 nullifiers 等等，第三方只能知道新的 UTXO 的 hash 值以及運算過程是正確的 — 也就是這些 tree 都被正確的更新了。

其他特色

Mass migration
原本每個使用者要把資產換到另外一個 layer 2 協議，他必須申請 withdraw 、等待 withdraw period ，然後把資產 deposit 到另外一個 layer 2 協議。

zkopru 支援使用者成批的搬移資產到另外一個 layer 2 協議 — 共享經濟。

Instant withdrawal
如果其他需要等待 withdraw period 的應用來說，withdraw period 是一個 UX 痛點。zkopru 的 instant withdrawal 提供急著 withdraw 的一方和不急著 withdraw 的一方一個管道能互惠。

急的一方提供一點手續費，對自己的 withdraw 交易做簽名並廣播出去。不急的一方在聽到這個簽名後，可以將這個簽名送到 zkopru 合約並附上 withdraw 金額（扣掉自己該收的手續費）。
這筆錢會直接轉給急的一方，然後急的一方的 withdraw 擁有權便會轉移到不急的一方手上，不急的一方再慢慢等到 withdraw period 過了再提領。

估計效能

目前在初版的效能估計中，一筆 transfer 平均耗費 8800 gas；而 TPS 則是 105。zkopru 還在積極更新迭代中，所以這個效能會在提升。

Reference:

https://ethresear.ch/t/zkopru-zk-optimistic-rollup-for-private-transactions/7717

https://docs.zkopru.network

https://www.chainnews.com/zh-hant/articles/443085023250.htm

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สรุปการลงทุนในสินทรัพย์ดิจิทัลทุกประเภท ลงทุนอะไรดี 2021 Digital Asset ปี 2021 / 2564 และ 3 ข้อควรระวัง

Chapters
00:00 Intro
01:31 Blockchain คืออะไร
05:40 PoW vs PoS อะไรดี
07:41 Smart Contracts คืออะไร
09:08 ICO คืออะไร
09:47 พ.ร.ก. สินทรัพย์ดิจิทัล
11:01 ICO Portal คือ
11:46 Markets & Exchange
13:02 ประเภทของ ICO
16:15 Tokenization คืออะไร
17:38 ข้อควรระวัง

Blockchain เทคโนโลยีสำคัญที่อยู่เบื้องหลัง currency อย่าง Bitcoin กำลังจะพลิกโฉมธุรกิจและการลงทุนในประเทศไทยด้วยการทำ Tokenization

Middle Man

Blockchain เข้ามาแทนที่ตัวกลางแบบเดิมๆ ต่างๆ ได้ด้วยค่าใช้จ่ายที่ถูกกว่ามากๆ และเร็วสุดๆ ด้วย

Blockchain คืออะไร

โดยพื้นฐานแล้ว Blockchain คือระบบฐานข้อมูลแบบง่ายๆ ในลักษณะรายการเดินบัญชี แต่มีคุณสมบัติพิเศษ 2 อย่าง

1. เก็บแบบถาวร - มีการเขียนข้อมูลเพิ่มอย่างเดียว ไม่มีการลบ และข้อมูลที่ได้รับการบันทึกไว้ภายใน blockchain แล้ว จะถูกแก้ไขได้ยากมากๆ จนแทบเป็นไปไม่ได้
2. Decentralized - ไม่มีศูนย์กลางในการเก็บข้อมูล ไม่มีใครเป็นเจ้าของข้อมูล แต่ข้อมูลจะถูกสำเนากระจายเก็บ เพื่อยืนยันกันเอง

Proof of Work

Blockchain มีกลไกที่ทำให้การสร้าง block ใหม่ยากขึ้น และใช้เวลานานขึ้น จะสร้าง block ได้ Block นึง ทุกครั้งต้องทำงานคำนวณอะไรบางอย่างก่อนที่ยากมากๆ เรียกว่า Proof of work ในกรณีของ Bitcoins ใช้เวลาเฉลี่ยประมาณ 10 นาที (คือการหา nonce ที่ทำให้ได้ค่า hash ต่ำกว่า target ที่จะปรับตามค่า difficulty)
แต่ 10 นาทีนี้ คือ เกิดจากกำลังประมวลผลของทั้ง network

Proof of Stake

วิธีหนึ่งที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน คือ Proof of Stake ที่จะดูเป็นทุนนิยมหน่อยๆ แต่ก็ใช้ปกป้องข้อมูลให้คงความถูกต้อง โปร่งใส และเชื่อถือได้เช่นกัน แต่ใช้พลังงานน้อยกว่า และ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

Blockchain for Business

เนื่องจากข้อมูลที่ถูกบันทึกบน Blockchain ที่มีความสเถียร แก้ไขไม่ได้ และ มีความโปร่งใส เพราะกระจายสำเนาให้ทุก node ถือ และใครๆก็สามารถดูและตรวจสอบได้ จึงมีความน่าเชื่อถือ ทำให้มีการนำไปประยุกต์ใช้ในธุรกิจต่างๆ มากมายธนาคารบางธนาคาร ก็ใช้ Blockchain เชื่อมโยงเอกสารหนังสือค้ำประกันของคู่ค้า

Smart Contract

Blockchain ไม่ได้บันทึก ได้แค่ transaction Blockchain network ยุคใหม่ อย่าง Ethereum หรือ Tezos ยังถูกพัฒนาดีขึ้นอีกขั้น ให้สามารถ เขียน และ รัน Smart contract ได้

การซื้อขายอสังหาริมทรัพย์โดยไม่ต้องผ่านคนกลาง อย่าง โบรกเกอร์ นักกฏหมาย และ ธนาคาร ก็เป็นสิ่งที่ทำได้แล้ว

Investment ลงทุนอะไรดี 2021 / 2564

กระแสการลงทุนใน currency อย่าง Bitcoin ก็เคยทำให้ Bitcoin มีราคาเพิ่มสูงขึ้นอย่างน่าตระหนกถึง 20 เท่าภายในปีเดียว จากเหรียญละ 3 หมื่นบาท พุ่งไปถึง 6 แสนกว่าบาท ซึ่งก็ทำให้นักลงทุนทั่วโลกตื่นตัวกันสุดๆ กับการลงทุนในสินทรัพย์ดิจิทัลที่เกิดขึ้นจากเทคโนโลยี blockchain

ตามมาด้วยกระแสการระดมทุนของ startup ด้วยการทำ ICO หรือที่เราเรียกว่าการออกเหรียญ เพราะมีนักลงทุนจำนวนมากคิดว่าการลงทุนในเหรียญเหล่านี้ เป็นช่องทางที่จะได้รับผลตอบแทนมหาศาล

เป็นเหตุที่ทำให้ในประเทศไทย เกิดการบังคับใช้พระราชกำหนดการประกอบธุรกิจสินทรัพย์ดิจิทัล พ.ศ.2561 และการเข้ามาควบคุมการซื้อขายแลกเปลี่ยน เคอร์เรนซีและโทเคนดิจิทัลของ กลต หรือสำนักงานคณะกรรมการกำกับหลักทรัพย์และตลาดหลักทรัพย์

Digital Asset & Regulation ลงทุนอะไรดี 2021

โดยนิยามตามกฏหมายไทย สินทรัพย์ดิจิทัลมี 2 ประเภท คือ

1. Currency ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนสินค้า บริการ แบบเดียวกับเงิน เช่น Bitcoin

2. โทเคนดิจิทัล ซึ่งแบ่งเป็น 2 ประเภทย่อย คือ
• Investment token หรือ โทเคนเพื่อการลงทุน ที่สร้างขึ้นเพื่อกำหนดสิทธิของบุคคลในการร่วมลงทุน และ
• Utility token ที่สร้างขึ้นเพื่อกำหนดสิทธิในการได้รับสินค้าและบริการที่เฉพาะเจาะจง คล้ายกับ point หรือ คูปอง

ส่วน ICO ก็คือการระดมทุนด้วยการเสนอขายโทเคนดิจิทัล ซึ่งเป็นสินทรัพย์ดิจิทัลประเภทหนึ่งนะคะ โดยบริษัทจะเสนอขายโทเคนที่กำหนดสิทธิหรือผลประโยชน์ต่างๆ ของผู้ลงทุน เช่น ส่วนแบ่งกำไรจากโครงการ หรือสิทธิในการได้มาซึ่งสินค้าหรือ บริการที่เฉพาะเจาะจงและกำหนดให้ผู้ลงทุนที่ต้องการจะร่วมลงทุนสามารถเข้าร่วมได้โดยการนำเงิน มาแลกโทเคนที่บริษัทออก โดยมีการกำหนดและบังคับสิทธิที่จะได้รับด้วย smart contract

การทำ ICO ในประเทศไทยจะต้องได้รับอนุญาตจาก กลต เท่านั้นนะคะ และ ต้องทำผ่าน ICO Portal ก็คือผู้ให้บริการระบบเสนอขายโทเคนดิจิทัล ที่จะต้องได้รับความเห็นชอบ จาก กลต เช่นกัน

ซึ่งกิจกรรมการลงทุนอะไรในสินทรัพย์ดิจิทัล จะมี 2 ส่วนหลักๆ คือกิจกรรมในตลาดแรก และกิจกรรมในตลาดรอง คล้ายๆกับตลาดหุ้นเช่นกัน

ICO & Investment Token ลงทุนอะไรดี 2021 / 2564

แม้ ICO จะไม่มีการแบ่งประเภทตามกฎหมาย แต่เราอาจจะแบ่งตามลักษณะของการมีสินทรัพย์เป็นหลักประกันได้ 2 ประเภท เราจะลงทุนอะไรดี

1) Project Based ICO คือ การทำ ICO ที่นิยมทำมากในหมู่ startup

เป็นการเขียนข้อเสนอโครงการขึ้นมาเป็น white paper ระบุว่าจะนำเงินไปสร้างธุรกิจนวัตกรรมอะไร แล้วก็ระดมทุนด้วยการออกเหรียญ ซึ่ง ICO แบบนี้มูลค่าของเหรียญจะขึ้นอยู่กับอนาคตของโครงการเป็นสำคัญ

2) Asset backed ICO

ถือเป็นพัฒนาการของ ICO อีกรูปแบบหนึ่ง เป็นการออกเหรียญที่มีสินทรัพย์หนุน หรือค้ำมูลค่าอยู่ ด้วยการทำ Tokenization

Tokenization คือการแปลงสินทรัพย์ต่างๆ ทั้งที่มีตัวตนอย่าง อาคาร ที่ดิน และไม่มีตัวตน อย่าง ลิขสิทธิ์ ให้เป็น Investment Token หรือ โทเคนเพื่อการลงทุน

เว็บไซต์ของ ก.ล.ต https://www.sec.or.th/digitalasset หรือโทรสายด่วน กลต 1207

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撮影日：2018年12月4日
動画番号：zuki350
サブチャンネル（Zukiの物置小屋）：https://www.youtube.com/channel/UCSeavxe2QKKU7D8ZcoV6LTw
ブログ：http://hyzuki.hatenablog.com/
Twitter：https://twitter.com/GadgetMajin


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※なんでそんなにスマホが買えるの？買うの？というご質問を
頂くことが多いので、ブログにまとめています。気になる方は以下のリンクからどうぞ。
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フリーBGM・音楽素材は主に以下のサイトを利用させて頂いております。
「MusMus」 http://musmus.main.jp/
「甘茶の音楽工房」 http://amachamusic.chagasi.com/index.html
「魔王魂」https://maoudamashii.jokersounds.com/music_rule.html
「YouTube Audio Libraly」

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