Namada模块化隐私框架技术深度解析

主要收获

• 模块化隐私框架：Namada 为区块链提供了一个可定制的隐私层，支持以隐私为中心的跨链交易。

• 零知识证明：使用先进的零知识密码学来实现匿名资产转移。

• 多资产屏蔽池 (MASP)：支持多种资产类型的私有交易，增强了跨区块链的互操作性。

• 可扩展性：利用快速证明生成和拜占庭容错 (BFT) 共识来实现快速交易最终性。

• 互操作性：包括一个双向以太坊桥，用于安全、私有的跨链资产转移。

Namada 上的隐私和互操作性简介

阻止区块链系统持续应用的主要问题之一是它们无法在不同系统类型之间共享数据。这个问题可以通过构建利用跨链和跨系统互操作性的基础设施来解决。为了帮助解决这些挑战，Cosmos 首先在 2016 年开始构思链间通信 (IBC) 协议。

为了扩展区块链面临的互操作性问题，重要的是安全、可扩展性和隐私也应同时解决。虽然安全性和可扩展性是设计最先进区块链系统时的关键考虑因素，但近年来隐私变得越来越重要，特别是因为在大多数可用于生产的区块链网络中，真正隐私的严重缺乏。

举个例子，Namada 项目的内在精神可以归因于隐私作为一种可访问的公共物品的可用性。如果不是很明显的话，在我们所生活的这个以数据驱动、以审查为中心的世界中，公平的在线隐私权是一项服务不足的人权。

上图说明了多链世界中的隐私如何在资产、网络和应用程序层面被碎片化。（图片来源：通过 Namada 博客 塑造多链隐私）

请查看我们的第一篇博文 Namada (NAM)：隐私支持的链间资产连接开箱，以获取更深入的介绍。

Namada 隐私和安全功能

作为 Layer 1 权益证明 (PoS) 区块链，Namada 通过提供模块化多链隐私基础设施集，直接着手保护隐私。巧妙的是，Namada 的设计允许构建者通过在众多去中心化应用程序 (dApps) 和区块链上构建隐私层，将隐私无缝地改造成现有数字资产。

尽管 Namada 通过多种结构实现了这一目标，但允许这一目标实现的一个指导原则是使用零知识密码学。回想一下，零知识是一种发送和接收数据的特殊方式（通常用于区块链之间数字资产的转移），这种方式可以隐藏接收者、发送者和代币金额的身份。

在早期的区块链版本中，Monero、Zcash 等零知识协议为隐私保护奠定了坚实的基础。然而，随着时间的推移，很明显，许多较旧的区块链解释需要进行重大改进。

相关地，Namada 的主要结构之一是基于 Zcash 最初构建的隐私保护技术（Zcash 开创了隐私保护的屏蔽地址的使用，这意味着链上交易是无法检测到的），Namada 通过其以意图为中心的设计对其进行了扩展。

大多数区块链使用框架，允许它们在链之间安全且私密地共享代币化资产。然而，仅仅因为与链无关的代币化资产交换是可能的，并不意味着当前的模式对于新时代的数字经济是可持续的。Namada 的设计旨在颠覆这种结构，允许_任何_资产类型在_任何_区块链之间共享、使用和相互交换，而无需泄露私有交易数据。

主要地，Namada 利用 多资产屏蔽池 (MASP) 电路和转换电路 (CC) 之间的协同关系来实现这一目标。MASP 和 CC 利用 多方计算 (MPC) 作为运行 Namada 可信设置 (TS) 的一种手段，这项技术类似于 Zcash 之前使用的框架。

Namada 网络可扩展性

Namada 利用两个主要元素 来实现极快的交易速度和区块最终性：快速证明生成和一种特殊形式的拜占庭容错 (BFT) 共识。这些功能共同使 Namada 协议能够生成与 Visa 相当的交易速度。

快速证明生成是一种生成加密证明的方式，该证明验证链上交易的完整性和正确性。通过利用复杂的加密技术，Namada 减少了生成这些证明所需的计算开销，从而获得快速的交易确认和验证。

此外，Namada 利用现代 BFT 共识算法（通过结合 CometBFT 和 Cubic Proof of Stake (CPoS)）来确保网络交易的完整性。该系统允许 Namada 就交易的有效性和顺序达成共识，以提供不可逆转的最终性，从而降低双重支出和交易回滚的可能性。

为了实现这种高性能的设计，Namada 采用了一种类似于 Anoma 的方法，即采用分形实例，这些实例在主区块链内生成小得多的嵌套链。这种设计允许横向扩展，将网络的负载分配到多个实例上，从而显着提高网络的整体性能和容量。

Namada 互操作性

Namada 通过 IBC 实现 Cosmos 生态系统内的跨链互操作性。这允许该协议在 Cosmos 上的其他区块链上提供资产和各种数据类型的安全和私有共享。Namada 屏蔽集以隐私为中心的功能还将随着时间的推移增加 Namada 和更大的 Cosmos 网络的互操作性和采用，因为它将激励外部参与者进一步探索该生态系统。

为了与 Cosmos 之外的区块链连接，Namada 专注于未来几年内开发众多跨链桥。为了开始这一愿景，Namada 团队最近完成了双向信任最小化的 Namada-以太坊桥的开发，允许用户在两个网络之间铸造、接收和屏蔽 ERC-20 资产。

以太坊桥最初设计为透明和开放的，因为该平台还处于起步阶段。随着 Namada 的成熟，它将变得以隐私为中心。正如在多个场合所例证的那样，资产桥的开发允许生态系统范围内的流动性持续增加，因为来自更多渠道（更多区块链）的可访问性增加，从而增加了随着时间的推移持续采用的可能性。

此图说明了 dApp 在部署为自治链时如何使用以意图为中心的架构（图片来源：Anoma 博客上 意图和以意图为中心的架构简介）

Anoma 的技术分析

虽然 Namada 是一个 权益证明 与链无关的资产隐私框架，但 Anoma 被构建为去中心化交易对手方发现（寻找另一方进行交易的任务）、解决、信息控制和原子多链结算的 以意图为中心 的范例。

用区块链行业术语来说，Anoma 代表了一种全新的去中心化计算范例，颠覆了我们与去中心化平台交互的方式。为了实现这一目标，Anoma 开发了一种使用意图创建可编程基础设施的全新方式。这种设计极大地扩展了以隐私为中心的区块链的能力，使其具有极高的可扩展性和适应性。

Anoma 并不完全专注于 Anoma 上的交易处理（通常采用特定命令的执行），而是在链上实际启动之前解读命令的意图。

这种架构设计允许开发人员通过将零知识证明等隐私保护技术与模块化相结合来重建构建基础设施层的方式。这允许对堆栈的各个部分进行重组。回想一下，模块化区块链利用模块来实现简化的开发和定制。Anoma 上的最终结果是隐私和模块化之间的融合，代表了构建隐私保护的分布式系统方式的巨大改变。

上图显示了统一屏蔽集及其与几种不同区块链架构类型的互连跨链关系。（图片来源：通过 Namada 博客 塑造多链隐私）

了解多资产屏蔽池 (MASP) 和转换电路

Namada 背后的主要概念之一是作为一个允许链上私有和匿名资产交换的平台。

这是通过 多资产屏蔽池 和转换电路之间的相互关系来实现的。该系统更广为人知的是 统一屏蔽集 (USS)，是 Namada 在区块链系统中实现模块化隐私的答案。

在屏蔽集中，MASP 和 CC 电路使用专门的零知识证明协同工作来转移资产，而无需泄露发送者、接收者或转移金额。MASP 模仿 Zcash Sapling 电路（Zcash 仅支持原生 ZEC 代币的私有传输），但 通过启用 多资产功能和可编程资产转换来扩展其设计。

MASP 电路负责屏蔽资产的铸造和销毁，而转换电路用于使用预定义的转换表促进 屏蔽池 中的资产转换。这种模型允许屏蔽集中的交易彼此无法区分，并消除敏感数据泄漏。

简而言之，MASP 允许用户访问链上两组主要资产（一组用于发送私有交易，一组用于发送透明交易）：

• 屏蔽集 - 允许用户使用零知识证明来铸造资产，该证明会生成一个名为“note”的屏蔽资产。零知识证明用于验证发送的资产类型、资产金额以及拥有加密证明的地址，而无需泄露敏感数据。

• 透明集 - 允许用户以类似于传统区块链的透明方式铸造资产。此功能允许用户将资产从一个地址转移到另一个地址，同时还允许在 Namada 上部署的桥之间转移资产。

这种创新的解决方案消除了不同区块链生态系统之间的资产碎片化，并为 DeFi 创建了一个隐私层，允许用户与以太坊、Celestia、Osmosis 等众多透明链进行交互。

为了补充 Namada 的统一屏蔽集，Namada 使用屏蔽操作 (SA)。屏蔽操作允许用户执行链上交易，以同时协调多个区块链之间极其复杂的操作。这有很多用途，但对于与去中心化金融相关的实用程序尤其重要。

该系统允许区块链、dApp 和应用程序链在整个统一屏蔽集中保持可塑的隐私层，同时还为用户界面启用完全适应性强的自动化层，从而极大地扩展了平台的整体功能。

上图显示了 Namada 如何在以太坊和 Cosmos 之间为 ETH、ATOM、NFT 和 ERC-20 代币启用屏蔽资产转移。（图片来源：通过 Namada 博客 介绍 Namada：与链无关的资产无关的隐私）

立方权益证明共识

Namada 协议利用一种专门的拜占庭容错 (BFT) 权益证明共识，称为 立方权益证明 (CPoS)。CPoS 使用名为 CometBFT 的 Tendermint 的定制版本，该版本提供点对点交易八卦和状态机复制。CometBFT 允许网络在 协议级别 表现出几个主要改进。这些包括：

• 快速最终性 支持 4 秒的快速确定性最终性，确保一旦将区块提交到账本，它就是不可逆转的且无法回滚的

• 链间通信 (IBC) 启用与所有基于 CometBFT 的区块链（包括所有 Cosmos 生态系统链）的完全可组合性

• 经过实战测试 - 利用存在的最可靠、可扩展和安全的协议之一（Tendermint BFT），用于构建 Cosmos 链近十年

• 可定制 - 确保高度可定制性，同时允许实施完全可修改的 PoS 共识算法，这些算法可以根据链的特定用途进行定制

除了上述功能外，CPoS 的特点还在于与分期权益、立方削减和奖励自动复利相关的几个共识改进。让我们解释一下：

• 分期权益- 允许状态更改仅在 epoch 过期时（当新的共识轮次开始时）发生，以提高轻客户端（计算强度较低的节点）的效率。该模型还确保 DKG 协议（使用 分布式密钥生成）正确运行，以便建立交易 mempool 加密和更高的安全性。

• 立方削减 - 是一种独特的验证器削减机制，它增加了对相关的非诚实验证器（协同工作以操纵网络的验证器）削减处罚的严重性，以创建更安全的共识框架。

• 自动复利奖励 - 利用动态通货膨胀框架，该框架通过其 PD 控制器机制通过自动调整质押代币与总供应量的比例来采用适应性强的通货膨胀系统。

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