一文了解:Web3隐私保护公链Partisia Blockchain(MPC)

 2024-04-30 09:59:06发布 2024-04-30 09:59:17更新

Partisia Blockchain 是一个以互操作为特点的区块链协议,旨在通过其提供的独特功能解决区块链所面临不可能三角问题。该协议采用可扩展的分片架构、可定制的多方计算(MPC)和通证经济学,允许使用除其原生通证之外的其他通证支付 Gas 费。

Partisia Blockchain是什么

Partisia Blockchain 是一个以高迸发、隐私、高度可互操作性、可拓展为特性的 Layer1 网络。通过将 MPC 技术方案引入到区块链系统中,以零知识证明(ZK)技术和多方计算(MPC)为基础,共同保障在不影响网络完整性和安全性前提下的数据隐私性。

在此基础上,Partisia Blockchain 通过推出一套全新的分片方案、可证明的快速通道共识以及 Oracle 服务框架,不仅能够扩展区块链功能,使其与外部数据源交互,还有望让 Partisia Blockchain 升级为多功能、私密、高效和互联的数字经济解决方案。

基于自身特性,Partisia Blockchain 的 “MPC-as-a-Service” 体系目前已经渗入到各类 Layer1 功能的场景应用之中,包括拍卖(DEXs)、调查、投票、人工智能、机器学习、供应链、资金管理、数据共享等领域,该系统其也是行业目前公认的,有望被规模性采用的企业级区块链 Layer1 生态。

Partisia Blockchain的技术特点

Partisia 通过将区块链以及零知识计算以协作的方式结合起来,并通过分片方案、Bring Your Own Coin (BYOC)功能和 Oracle 服务框架,构建一个更加安全的数字基础设施。

隐私

基于MPC+ZKP等零知识方案建立隐私

Partisia 系统的隐私特性来源于 ZK 和 MPC(多方计算),它们共同保障 Partisia 网络在不影响网络完整性和安全性前提下的数据隐私性。

这种双重方法可以在加密数据上执行复杂计算,从而在默认情况下提升数据隐私性,同时促进不同区块链网络与传统数据库之间的无缝交互,扩大技术潜在应用的空间范围。

MPC 是一种基于密码学的协同计算框架,广义地理解就是多方各自有私密的输入,一起来完成一个计算任务,在成功完成任务的同时,可以保证整个过程中各自的私密输入不会泄露,而通常这个过程是发生在链下的。

以钱包创建为例,当一个钱包由多方共同创建后,钱包所产生的私钥将会以某种方式分为若干个碎片,并分散到多方手中,而基于 MPC 本身的门限签名算法,将能在不出示完整私钥的情况下,产生一个合法的签名。

MPC 通过在链下基于算法产生签名后,并不通过智能合约,所以 MPC 本身不需要去适配合约和链系统,同时上链的是签名的结果,没有人能够发现签名是由哪几方产生的。

同时,MPC 签名机制的策略是链下的,避免了合约被黑客攻击的风险,且设计策略可以更加灵活(大部分流程都在链下)使用方可以根据场景,制定自己的碎片管理策略。

此外,MPC可以在保持接收地址保持不变的情况下,轻松更改 Key Shares 的数量(MPC内部不断的刷新即可),以进一步提高安全门槛,降低安全隐患。

基于 MPC 的门限签名在物理层面直接从系统里剥离了密钥,比如签名产生过程,包括碎片产生过程,都可以看成一种安全多方计算,因为在协议执行过程中,产生和交换的所有中间数据都不会直接或者间接地造成碎片明文的泄露。

这意味着在整个信息管理的生命周期里,真正的验证信息从来没有出现过。

Partisia 通过多方计算(MPC)技术,实现了一种创新的密钥保护机制。通过在不同服务器间分散共享密钥信息,从而在进行数字签名等操作时,无需在单一设备上暴露完整的密钥。

基于此,Partisia 能够实现智能合约状态的秘密共享与隐私计算,确保敏感信息只对合约执行方可知。即使是在需要处理敏感信息的场景(如拍卖)中,也能保证每个参与者的隐私。

将MPC节点引入到链上

多方计算(MPC)技术的核心安全保障来自于其分布式的计算方式,这要求参与计算的各个服务器必须独立且不受单一实体控制。

在过往的 MPC 方案中计算资源的提供通常来源于链下,但一个问题在于,链下计算可能存在一定的可信和安全挑战,同时也需要愿意设置和维护这些服务器的独立实体,以提供长期的计算服务。

Partisia 在网络中引入了 zk 计算节点,基于区块链网络共识驱动,具备计算能力的 zk 节点将以自发的方式,为网络中所需的零知识计算提供服务,并从网络中获取奖励。

这种全新的集成,不仅简化了 MPC 的部署和管理过程,还通过利用区块链的特性,增强了整个系统的安全性和透明度。

基于区块链,MPC 能够互联互通,共享信任与数据,Partisia 基于此建立了节点声誉系统,并通过智能合约来惩罚行为不端的节点,从而维护了网络的健康与安全。

同时,Partisia 利用区块链的有序广播机制,解决了分布式系统中的协调问题,在提高了系统的可靠性和效率,还使得 MPC 服务的执行更加灵活和可靠。

零知识层

从加密行业看,虽然隐私方案能够与诸多场景相匹配,但同样也早做到合规与可审计。

零知识证明是保证合规的一个重要方案,通过 ZK 零知识证明的运用,在最大许可范围内赋予用户完全隐私的权利,使得各类在 Partisia Blockchain 上开发的 DApp 都能够遵守 GDPR 等数据保护法规,充分响应“隐私权”(数据在所有阶段都保持私密,包括静态、传输和处理)、“被遗忘权”(在零知识计算中使用的加密数据在使用后被删除)等要求。

高迸发

Partisia 同样也是一个高迸发的区块链系统,其能够实现 1 秒以内的快速交易,同时具备短时高迸发的特点,能够并发处理大量的交易,使其非常适用于企业级应用和服务。

共识机制

Partisia 构建了一套独特的共识机制体系(Poseidon),即可证明的快速通道共识,其结合了权益证明(PoS)和 MPC 来验证链上交易并生成新区块,为专门减少传统工作量证明(PoW)能耗而量身定制,确保交易处理中的高吞吐量和低延迟。

在绝大多数区块链网络中,一笔交易通常需要先进行打包,并在全网广播才能被添加到区块中,这可能在网络拥堵时面临较高的交易延迟和处理时间,大大降低网络处理交易的速度。

在 Partisia 的可证明的快速通道共识体系中,交易可以通过区块创建添加到分布账本中,并在完成签名后立即执行,从而在传播和聚合签名的 P2P 网络中建立共识。

当一个节点获得 2/3 或更多节点签名时,就会建立正当性证明 (Proof-of-Justification, PoJ)并继续评估下一个区块实现循环运作,这一过程执行的速度与 P2P 网络中的信息传输速度一样快。

Poseidon 共识体系是网络交易处理高效的最重要来源,而除了 Poseidon 共识外,分片为 Partisia 带来了极高的迸发性。

完整分片模型

在共识机制保障下,Partisia Blockchain 还采用先进的分片技术实现网络扩展,将较大的区块链划分为较小、可管理的区块,可以处理并行交易。

Partisia Blockchain 通过将所有分片中的 Baker 节点(职能在于共识机制和治理)作为真正的第 1 层进行分片,每个分片根据 Poseidon 提出的共识模型,创建可验证的块而不影响共识模型的运作,在分片数量上实现线性扩展时将并发事务的处理量提升 3 倍。

通过这种方式,Partisia Blockchain 的容量可以扩展至满足每秒任意数量的交易,一个分片容量大约为 1,000 TPS 并只需一笔交易即可完成。

在分片能力+创新共识算法的基础上,Partisia Blockchain 能够处理大量的交易,使其非常适用于企业级应用和服务。

可拓展

Oracle 服务框架

Poseidon 搭建了一个 Oracle 服务框架,它由不同的 Oracle 互操作节点构成,基于网络 MPC、ZKP 等技术方案,其不仅能够扩展区块链功能进行支持,使其与外部数据源交互,还能够让 Partisia Blockchain 升级为多功能、私密、高效和互联的数字经济解决方案。

相对于 LayerZero、CCIP、Wormhole 等互操作方案,Poseidon 在去中心化的、安全的、易于扩展等方面具备较为突出的优势。

基于 Oracle ,Poseidon 推出了原生质押资产桥 以及 Hermes 以及 Bring Your Own Coin (BYOC)功能。

Hermes 跨链桥

Hermes 跨链桥旨在提升链上交易安全性,在 Oracle 服务框架的支持下,其支持在两个独立的区块链网络上以 1:1 的比例进行质押资产转移,利用多种加密工具和基本经济原理来高效、安全地展示与处理两个独立区块链状态。

其技术路径包括:

  • 双重记账:确保信息持久保存在两个区块链上,并建立所有用户和节点运营商都可以轻松访问的空间权限;存款、取款均由一组独立选择的 Oracle 节点在到期时进行管理。
  • 质押桥接:小型 Oracle 组成节点表示的代币充当抵押品,任何 MPC 资产持有者都可以在发生欺诈时进行质押以维持平衡性。
  • 小型 Oracle 安全选择:由大型 Oracle(即所有可用的 Baker 节点)运行的 MPC 签名方案确保小型 Oracle 选择与共识模型的安全性匹配度;大型 Oracle 节点还负责将成员身份验证工作委托给合作伙伴链,以此建立起双重安全账簿。

Bring Your Own Coin(BYOC)功能

BYOC 是一个允许顾客使用他们偏好的支付方式(如 ETH、USDC 等)来支付使用费用的功能,通过先进的大规模多方计算(MPC)密钥生成确保桥接安全,由节点运营商提供抵押,无需累积风险。

首先,拥有 ETH 钱包的用户在 Partisia 区块链上创建一个用户账户,该账户将持有 BYOC 代币桥创建任何 BYOC 孪生代币。通过将 ETH 转移到MPC-ETH钱包,可以简单地创建 BYOC 孪生代币(只能通过 Partisia 链由用户管理)。

一旦账户建立,如果用户将ETH转移到MPC-ETH钱包,Partisia 区块链的 BYOC 代币桥将注册该转移,签署交易,创建 ETH 的 BYOC 孪生代币,并更新内置的双重记账系统,以显示用户在 Partisia 区块链账户上的 ETH BYOC 孪生代币余额,以及在 MPC-ETH 钱包中匹配的 ETH 余额。

从用户的角度看,ETH 的 BYOC 孪生代币会立即出现在用户的 Partisia 区块链账户中,用户可以开始在 Partisia 区块链上进行交易。资助交易的燃气费将从用户的账户中扣除,这些支付的最终完成将在大约 30 分钟后自动进行,结果是将ETH孪生代币转移到参与节点运营商的账户中。

BYOC 功能为各类资产引入到链上,以及为各类业务引入到 Partisia 链上构建了基础。

节点类型

Partisia 网络中包含了四种节点类型,包括 Reader 节点、Baker 节点、ZK 节点以及Oracle 节点。

  • Reader 节点:提供只读视角,任何人都可以访问,无需白名单或抵押,允许外部应用服务和应用供应商监控区块链活动来提供针对性服务(类似于检索节点)。
  • Baker 节点:Partisia Blockchain 核心功能不可或缺的一部分,主要处理共识机制和治理难题(与其他网络中的 PoS 节点类似),通过基本区块链服务的共享费用获得补偿以及最低抵押,保障链上行动的最低权益。
  • ZK 节点:专门用于执行零知识证明(ZK)和多方计算服务(MPC),保证网络隐私服务。具备算力能力、持有硬件的用户能够以成为 zk 节点的方式提供服务,并从中获得收入。
  • Oracle 节点:提升跨链互操作性,例如 BYOC 功能和代币桥,保障跨链安全性和应用功能。

Partisia Blockchain的功能

MPC-as-a-Service

MPC 是 Partisia Blockchain 生态构建隐私的重要来源,它使得用户不仅可以在存储或传输数据时得到保护,还能在处理数据时得到多方保障。

以此为基础,个人和组织可以允许私人数据用于特定目的,并保留对数据的掌控权,在多方共享和参与的计算工作中可以避免必须信任某一方带来的潜在风险,从而达到真正的安全、高效。

Partisia Blockchain 构建了一套名为 REAL 的全新 MPC 协议,在满足高效预处理前提下,最大限度地利用众节点运行矩阵来推进 MPC 使用率。

基于此 Partisia 也推出了 MPC-as-a-Service(MPC 即服务),能够为任何隐私需求的场景提供 MPC 服务,比如金融、供应链管理、医疗健康数据共享、电子投票、隐私数据市场等等,其有望为区块链生态内外的任何类型的隐私保护计算树立了新的标准。

统一公共和私人智能合约

Partisia Blockchain 中内置的隐私保护计算,让智能合约进一步与更多的场景相适配。最初,智能合约都是公开透明的,所有经由智能合约传递执行的信息与交易都是透明可查的。

Partisia 通过通用隐私保护计算、智能合约自动化来实现以私有数字代理为基础的数据驱动型经济,让用户自主设定数据信息并提高议价能力,即智能合约可以被选择为隐私智能合约,或仅向某些账户披露信息的智能合约,以服务于某些私有业务。

在这一模式下,任何开发者都可以轻松利用零知识证明(ZK)或多方计算(MPC)服务,同时也为链上隐私保护提供了一套完整的技术堆栈。

隐私随机数生成

Partisia Blockchain 正在基于 MPC、ZK 等技术来提供隐私随机数服务,通过在关键组件中运用 MPC,Partisia 为游戏、抽奖等需求提供了无法被篡改的随机数生成机制,增强了应用的安全性和可靠性。

MPC代币

MPC 是 Partisia Blockchain 生态的代币,总供应量 1,000,000,000 枚,分配如下:

  • 生态系统基金 :20%,分配给生态系统增长和发展的代币。
  • 核心基础设施团队:15%,分配给 Partisia Blockchain 创始人和核心开发团队的代币。
  • 代币销售:60%,用于节点运营商和其他参与代理的代币。
  • 代币储备:5%,生态储备。

功能

MPC 是 Partisia Blockchain 中重要的资产,为网络中私有数据计算、“HERMES” 跨链桥、高效的网络共识长期提供动力,并且在经济因素下,MPC 资产也将进一步降低私有数据泄露、桥接黑客攻击、价格操纵的风险。

  • 参与治理:MPC 代币持有者可以参与到网络的治理过程中,比如对网络升级、参数变更等重要决策进行投票。
  • 为网络安全做出贡献:通过持有和锁定 MPC 代币,参与者可以帮助保护网络,增加网络的安全性,并获得激励。
  • 抵押:MPC 代币可用作在网络中执行特定操作或参与特定活动时的抵押品,并从潜在的市场中获利。
  • 保险:MPC 代币可能用于网络内的保险机制(一种储备),帮助减轻因不可预见事件造成的损失。

为了鼓励用户积极参与到网络中,Partisia Blockchain 还推出了两种长期激励:

其中为了鼓励更多用户质押或成为节点,Partisia Blockchain 将拿出 1 亿枚 MPC 用作引导奖励,其将在 10 年内完成发放,并根据以往网络中的通证、代币价格表现来调整供应,预计年化回报率在10–14%之间。

除了引导奖励外,Partisia Blockchain 还将推出 BYOC(区块)奖励,对使用 BYOC 功能的用户进行奖励,以 ETH、BNB、MATIC、USDC、USDT 等形式支付(视用户 BYOC 资产种类而定),未来还会有更多奖励选项。

Partisia Blockchain基金会

Partisia Blockchain 基金会是 Partisia Blockchain 背后的独立性公益组织,总部位于瑞士楚格并接受瑞士当局政府部门的监管。

Partisia 和 Instars 公司创始人于 2020 年联合成立了 Partisia Blockchain 基金会,通过凭借创始人在密码学、计算机科学和商业方面的丰富知识与经验储备,共同达成 Partisia Blockchain 基金会的平等协议工作。

Partisia Blockchain用例

目前的一些用例包括:

  • 频谱拍卖:与电信公司合作,使用 MPC 技术进行多样化的频谱拍卖,包括大量私人数据的处理应对。这项技术允许公共公司在拍卖过程中保护敏感信息,并完成必要的计算工作。
  • 疫苗验证:一种能够用于验证个人是否接种了特定疫苗的系统,包括接种疫苗的次数和类型,在充分保护个人隐私的同时允许对疫苗接种情况进行验证。
  • 医疗健康市场:在医疗保健领域,MPC 技术被用于允许保险公司、资本市场参与者和研究机构访问和计算医疗数据,并充分保护医患隐私,能够防止传统数据处理方式的数据泄露风险,从而开展更深入的医疗研究项目。
  • 广告数据处理:使用 MPC 技术处理实时广告行业的用户数据,而不侵犯其隐私。这种方法旨在取代当前基于 Cookie 的数据收集模式,允许用户掌握对自身数据的控制权,同时为广告商提供有价值的产品见解。

目前,绝大多数区块链本身仍旧未跨越去中心化、可拓展、安全的不可能三角,Partisia Blockchain 以 MPC、ZKP 等密码学技术为基础,并通过分片、创新的共识机制以及互操作框架,正在打破区块链固有的枷锁,让去中心化、可拓展、隐私以及安全几大要素找到新的平衡点。

推荐阅读