*Переслать оригинал названия: Исследовательский отчет компании Eureka Partners: Сингулярность - конфиденциальные транзакции на прозрачном блокчейне

Введение

В 1969 году метод торговли на финансовых рынках все еще основывался на традиционных торговых площадках. В то время компьютерные технологии еще не были развиты, и трейдеры полагались на выкрикивание приказов вслух - метод, который был неэффективным и не отличался конфиденциальностью, что затрудняло институциональным инвесторам проведение крупных сделок, не вызывая колебаний рынка. Компания Instinet, основанная Джеромом Пустильником, возникла в ответ на этот вызов. Instinet позволяла инвесторам анонимно размещать заказы через электронную торговую платформу, которая отвечала за согласование заказов покупателей и продавцов и исполнение сделок. Эта модель не только повысила эффективность торговли, но и обеспечила конфиденциальность сделок, эффективно предотвращая воздействие на рынок и утечку информации.

Сегодня технологический прогресс привел к появлению технологии блокчейн - революционной инновации, которая обеспечила беспрецедентную прозрачность и безопасность финансовых транзакций. Однако публичный характер и неизменяемость блокчейна, хотя и приносят множество преимуществ рынку, также создают новые проблемы для торговцев крупными сделками. В публичной книге блокчейна каждая транзакция видна всем участникам, поэтому крупным торговцам сложно оставаться анонимными. Традиционные биржевые платформы не могут полностью защитить конфиденциальность трейдеров, а публичное раскрытие крупных заказов может привести к колебаниям цен, что скажется на эффективности торговли и затратах. Кроме того, нормативная неопределенность и непрозрачность рынка также создают дополнительные риски для инвесторов.

В этом отчете мы рассмотрим темные пулы на блокчейне как инновационное решение, которое внедряет передовые технологии защиты конфиденциальности и автоматизированные механизмы торговли для обеспечения более безопасной и эффективной среды для крупных криптовалютных транзакций. Также будет рассказано о том, как Singularity, благодаря своим инновационным решениям, использующим такие технологии, как FHE (Fully Homomorphic Encryption) и ZKP (Zero-Knowledge Proof), предлагает крупным инвесторам частную и соответствующую требованиям децентрализованную торговую платформу.

Что такое темные пулы？

Темные пулы на традиционных финансовых рынках относятся к частным торговым платформам, которые не раскрывают торговую информацию публично, позволяя инвесторам проводить крупные сделки, не раскрывая своих торговых намерений. Появление торговли в темных пулах в США тесно связано с растущим спросом на крупномасштабную передачу акций в связи с увеличением частоты слияний и поглощений на рынке ценных бумаг. С развитием финансовых рынков важность темных пулов в различных областях, таких как акции, облигации и иностранная валюта, становится все более заметной, особенно в эпоху, когда доминируют высокочастотная и алгоритмическая торговля. Статистика показывает, что на долю сделок темного пула приходится от 30% до 50% фондового рынка, что становится важным компонентом рыночной ликвидности.

На криптовалютном рынке, по мере того как растет группа крупных инвесторов, спрос на транзакции большого объема продолжает расти. Такие крупные заказы оказывают значительное влияние на рынок, иногда даже провоцируя рыночные потрясения. Чтобы избежать подобных рисков, многие трейдеры обращаются к внебиржевому рынку или даже к группам Telegram для совершения сделок. Согласно данным биржи Kraken за 2020 год, глобальный объем внебиржевых торгов вырос в 20 раз с 2018 года, а среднесуточный объем транзакций составляет около 300 миллиардов долларов США, что составляет почти 70% от общего объема торгов на криптовалютном рынке. Однако внебиржевой рынок также сталкивается с проблемами недостаточной ликвидности и отсутствия регулирования. Для решения этих проблем были созданы темные пулы, призванные обеспечить более стабильную и приватную торговую среду.

Основные моменты, касающиеся темных пулов, включают:

• Конфиденциальность и конфиденциальность: Темные пулы позволяют трейдерам совершать сделки анонимно, защищая их личность и размер ордера от публичного рынка до момента совершения сделки.

• Снижение влияния на рынок: Темные пулы позволяют крупным институциональным инвесторам выполнять большие заказы, не вызывая значительных колебаний цен на публичном рынке, что сводит к минимуму влияние на рынок и проскальзывание.

• Неразглашение торговых стратегий: Сделки в темном пуле помогают защитить стратегии трейдеров от огласки на публичном рынке, предотвращая их использование в MEV (Miner Extractable Value), арбитраже копирования и статистическом арбитраже.

• Ликвидность и повышение цен: Темные пулы обеспечивают дополнительную ликвидность рынка, подбирая покупателей и продавцов, которые не могут найти аналогов на традиционных биржах, что потенциально может способствовать улучшению цен, особенно при сделках с большим объемом.

• Регуляторный надзор: Деятельность "темных пулов" регулируется, и регулирующие органы следят за ними, чтобы предотвратить нечестный доступ, инсайдерскую торговлю или манипулирование рынком. Однако для многих темных пулов централизованный стиль управления все еще создает риски, связанные с безопасностью, надежностью и потенциальным неправомерным использованием частных данных. Исторически было несколько случаев, когда централизованные темные пулы наказывались за нарушение принципов доверия.

Основные технологии конфиденциальности

Темные пулы - это ответвление пути конфиденциальности. Благодаря следующим технологиям повышения конфиденциальности (PET), таким как Zero-Knowledge Proofs (ZKP), Multi-Party Computation (MPC) и Fully Homomorphic Encryption (FHE), темные пулы внедряют конфиденциальность в свою инфраструктуру.

Доказательство нулевого знания (ZKP)

Технология Zero-Knowledge Proof (ZKP) позволяет проверяющему доказать правильность утверждения, не раскрывая никакой существенной информации. Эта технология особенно важна для решений масштабирования Ethereum второго уровня, таких как ZK Rollup, которая обеспечивает проверку достоверности транзакций путем сжатия данных о транзакциях в компактные ZK-доказательства и отправки их в мейннет. Эти доказательства не только занимают минимум места в памяти, но и защищают конфиденциальность информации о транзакциях, воплощая в себе естественные преимущества механизма, не требующего доверия. Применение технологии ZKP не ограничивается масштабированием, но также включает вычисления для обеспечения конфиденциальности, основными реализациями которых являются zkSNARKs, zkSTARKs и Bulletproofs. Эти технологии в совокупности способствуют улучшению защиты конфиденциальности криптовалюты и повышению эффективности транзакций.

Введение в доказательства с нулевым знанием

Многосторонние вычисления (MPC)

Многосторонние вычисления (MPC) - это технология, которая позволяет нескольким сторонам вычислять функцию вместе, не раскрывая своих индивидуальных входных данных. В области конфиденциальности MPC предоставляет метод защиты конфиденциальных данных, позволяя сторонам выполнять анализ данных, вычислительные задачи или принимать решения без раскрытия личных данных. Основное преимущество MPC заключается в его способности защищать конфиденциальность. Благодаря распределенным вычислениям и технологиям шифрования участники могут гарантировать, что их данные останутся конфиденциальными на протяжении всего процесса вычислений.

Введение в безопасные многосторонние вычисления

▪ Полностью гомоморфное шифрование (FHE)

Полностью гомоморфное шифрование (FHE) - это криптографическая технология, которая позволяет производить прямые вычисления с зашифрованными данными без необходимости их предварительной расшифровки. Это означает, что такие операции, как сложение, вычитание и умножение, можно выполнять с данными, пока они остаются зашифрованными, и результаты вычислений после расшифровки будут соответствовать тем, которые были получены при выполнении тех же операций с исходными данными. Основная ценность FHE заключается в предоставлении мощного инструмента для защиты конфиденциальности, позволяющего сохранять конфиденциальность данных во время их обработки, что значительно повышает безопасность данных.

Баланс между борьбой с цензурой и соответствием нормам

Децентрализованные биржи (DEX), работающие на публичных блокчейнах, такие как Uniswap и Curve, подвержены риску максимального извлечения стоимости (MEV) из-за публичного и прозрачного характера их бухгалтерских книг. Такая прозрачность означает, что детали заказа видны всем, позволяя поисковикам и строителям оптимизировать свою прибыль, переставляя порядки операций, что может в некоторой степени негативно сказаться на других пользователях.

Темные пулы, как разновидность финансовых торговых площадок, имеют свои основные преимущества в обеспечении защиты конфиденциальности и противодействии цензуре. В темных пулах детали ордеров обычно держатся в секрете от третьих лиц, поскольку каждый ордер генерирует доказательства нулевого знания (ZKP), что уменьшает публичное раскрытие информации о транзакциях. Такая архитектура особенно привлекательна для крупных держателей и институциональных инвесторов, поскольку она защищает их торговые стратегии от использования конкурентами или рыночными манипуляторами. Кроме того, характеристики темных пулов также помогают противостоять MEV, поскольку порядок и детали сделок не являются публичными, что снижает вероятность перестановки.

Однако эти преимущества могут уменьшиться, когда транзакции должны вызывать публичные контракты или использовать общие секвенсоры, поскольку эти операции могут раскрыть информацию о транзакции, предоставляя возможности для захвата MEV. Тем не менее, для крупных держателей и институциональных инвесторов, стремящихся к конфиденциальности и защите от цензуры, особенно когда их торговая деятельность требует высокой степени конфиденциальности, темные пулы остаются привлекательным вариантом.

Появление таких инструментов защиты конфиденциальности, как Tornado Cash, дает возможность вести анонимную финансовую деятельность на цепи, но эти инструменты также использовались преступниками для незаконной деятельности, например, для отмывания денег. Адрес смарт-контракта Tornado Cash был внесен в список Управления по контролю за иностранными активами (OFAC) из-за несоответствия требованиям. OFAC ведет список специально назначенных граждан (Specially Designated Nationals, SDN) для применения санкций к физическим и юридическим лицам, не соблюдающим требования. Протоколы, не соответствующие нормам OFAC, с большой вероятностью будут исключены из внутрицепочечных блоков. По состоянию на 23 февраля 2024 г. 45% блоков требуют проверки списка OFAC. Эта проблема борьбы с цензурой затрагивает не только производителей блоков, но и валидаторы и ретрансляторы, которые могут выборочно игнорировать определенные транзакции или блоки.

Доля блоков, проверенных по спискам OFAC

После того, как Tornado Cash запретили за несоответствие требованиям, на рынке образовался вакуум для решений, отвечающих требованиям конфиденциальности. Чтобы заполнить этот вакуум, последующие проекты темного пула должны обеспечить защиту конфиденциальности, избегая при этом аналогичных нормативных рисков. Одним из эффективных методов является интеграция проверенных процессов KYB/KYC в проект, что гарантирует законность действий пользователей и помогает избежать потенциальных регуляторных рисков. Правовые нормы часто отстают от технологического прогресса, что делает проекты, связанные с конфиденциальностью, легко используемыми для незаконной деятельности. Активное принятие и соблюдение нормативных требований имеет решающее значение для обеспечения безопасности и законности проекта.

Ландшафт конкурентов & Анализ проектов

В период с 2010 по 2022 год количество проектов темного пула было ограничено, и эти проекты не получили широкого признания среди широкой общественности. Однако с развитием технологий, повышающих конфиденциальность, таких как Zero-Knowledge Proofs (ZKP) и Multi-Party Computation (MPC), домен темных пулов приветствовал ряд инновационных технологических решений. Развитие этих технологий вернуло темные пулы в поле зрения общественности в 2023 году. Тем не менее, из-за сложности технологии количество проектов, участвующих в гонке темных пулов, все еще относительно невелико. Вот несколько проектов, которые стали относительно зрелыми.

1. Renegade, основанный в 2022 году, представляет собой децентрализованный темный пул, основанный на архитектуре MPC-ZKP и предназначенный для предоставления услуг по проведению крупных транзакций для институциональных инвесторов. Renegade выполняет согласование заказов через одноранговую сеть и технологию многосторонних вычислений (MPC) и использует ZK-SNARK для обеспечения анонимности деталей транзакции для посторонних лиц в процессе проверки согласования заказов. Кроме того, в ней используется механизм исполнения в средней точке, гарантирующий, что все сделки будут напрямую рассчитываться по агрегированной в реальном времени средней цене централизованных бирж, чтобы избежать проскальзывания. Функция анонимной кросс-торговли по умолчанию в сочетании с индикаторами интереса способствует всестороннему выявлению цен и оптимизирует ликвидность.

2. Penumbra - это децентрализованная торговая платформа, созданная в рамках экосистемы Cosmos, предлагающая торговую среду, подобную темному пулу, которая позволяет пользователям торговать, сохраняя конфиденциальность. Благодаря механизму частного делегирования Penumbra сочетает защиту конфиденциальности и механизм консенсуса Proof-of-Stake (PoS), предлагая производные ставки, ставки, эффективные с точки зрения налогообложения, и управление цепочкой с частным голосованием. Penumbra подключается к экосистеме Cosmos через межблокчейн-коммуникации (IBC), выступая в качестве общеэкосистемного темного пула, позволяющего проводить частные транзакции с любыми активами, совместимыми с IBC. Пользователи также могут использовать ZSwap, частную децентрализованную биржу, которая поддерживает пакетные аукционы с закрытыми заявками и концентрированную ликвидность, подобную Uniswap-V3, для обмена этими активами.

3. Panther - это межцепочечная платформа DeFi, которая использует технологию нулевого знания, призванную обеспечить решение, соответствующее нормативным требованиям и защищающее конфиденциальность пользователей. Пользователи могут вносить цифровые активы в мультиактивные защищенные пулы (MASP) компании Panther и получать zAssets в соотношении 1:1. Через модуль Zswap Panther подключается к другим протоколам DeFi, агрегируя котировки для выбора пользователя. Во время транзакций Zswap создает зашифрованный контракт условного депонирования, позволяя пользователям обмениваться активами, не раскрывая деталей сделки. Такая конструкция позволяет ресурсам сосуществовать в различных пулах, сохраняя неоднородность данных, что затрудняет отслеживание и деанонимизацию пользователей. Экранированные пулы Panther используют технологии ZK SNARK и ZKP для обеспечения конфиденциальности транзакций и соответствия требованиям.

4. Railgun - это система конфиденциальности с архитектурой ZKP-MPC, разработанная для Ethereum, BSC, Polygon и Arbitrum, использующая технологию шифрования с нулевым знанием (ZK) и применяющая технологию MPC для церемонии доверительной настройки. Он позволяет пользователям безопасно выполнять смарт-контракты и операции DeFi, сохраняя конфиденциальность транзакций. Когда пользователи выставляют ордера на транзакции через Railgun, смарт-контракт Adapt Module автоматически обрабатывает снятие защиты конфиденциальности частного баланса, проверяет ордер, а затем передает поиск лучшего обменного курса в агрегированной ликвидности DEX, после чего повторно экранирует активы транзакции, чтобы обеспечить анонимность действий и адресов пользователей. Этот процесс применим не только к обмену активами, но может быть распространен и на другие типы сделок DeFi.

Техническая интерпретация сингулярности:

Как реализовать частные сделки

Понимание концепции частных сделок

Чтобы понять концепцию частных сделок, необходимо рассмотреть как стороны, участвующие в сделке, так и специфику сделки, различая два типа конфиденциальности: анонимность и сокрытие.

Стандартная транзакция включает в себя следующие элементы:

• Стороны сделки: Сюда входят отправитель (трейдер A) и получатель (трейдер B) сделки.

• Детали транзакции: Сюда входит сумма транзакции, количество субтранзакций, хэш транзакции и другие специфические детали.

Частные сделки можно разделить на два типа в зависимости от уровня видимости информации для третьих лиц:

• Анонимные транзакции: При анонимных транзакциях адреса отправителя и получателя неизвестны третьим лицам. Это означает, что в процессе транзакции, кроме двух сторон, вовлеченных в сделку, никто другой не может идентифицировать конкретных участников. Например, Tornado Cash - это протокол конфиденциальности, который достигает анонимности за счет обфускации путей транзакций.

• Скрытые транзакции: В скрытых сделках, хотя адреса отправителя и получателя видны, конкретные детали сделки неизвестны. Это означает, что сумма транзакции, количество субтранзакций, хэш транзакции и другая подробная информация скрыты от третьих лиц. Этот тип конфиденциальности может быть достигнут с помощью таких технологий, как Zero-Knowledge Proofs (ZKP). Например, Zcash - это криптовалюта конфиденциальности, которая использует технологию zk-SNARKs для сокрытия деталей транзакций.

Интерпретация общей архитектуры сингулярности

Обзор архитектуры сингулярности

Если посмотреть на общую структуру, то ее можно разделить примерно на 5 модулей:

1. Сингулярность

Это смарт-контракт, с которым в основном взаимодействуют пользователи, используемый для выражения и выполнения логики схемы ZK. Функции этих смарт-контрактов включают в себя сокрытие баланса и записей о транзакциях токенов ETH/ERC20 для достижения анонимности и сокрытия содержания транзакций. Он служит в качестве пула ликвидности, который объединяет все активы всех типов трейдеров. Его название обусловлено его уникальной особенностью, то есть для всех наблюдателей все транзакции протокола кажутся происходящими из этого смарт-контракта. Этот дизайн обеспечивает пользователям многомерную конфиденциальность.

В протоколе Singularity ZK Notes составляют основную единицу транзакций, содержащую важную информацию о транзакции, включая тип актива, сумму и зашифрованный идентификатор, связанный с владельцем. Дизайн этих заметок направлен на обеспечение высокого уровня защиты конфиденциальности, гарантируя эффективную защиту личности трейдеров и информации об их активах.

Каждая заметка содержит следующую ключевую информацию:

• Тип актива: Указывает тип актива, участвующего в транзакции, например, тип токена криптовалюты или других цифровых активов.

• Сумма: Указывает количество активов, содержащихся в Записке, используемое для определения стоимости сделки.

• Rho: Случайно сгенерированное значение поля, используемое для повышения конфиденциальности транзакций, не позволяя сторонним наблюдателям отслеживать и анализировать транзакцию.

• Открытый ключ Шнорра: Используется для криптографической подписи и проверки идентичности транзакций, гарантируя, что только авторизованные пользователи могут выполнять действительные операции с транзакциями.

В дополнение к вышеуказанной информации, каждая Заметка также генерирует соответствующий Нуллификатор. При генерации нуллификаторов используются криптографические методы хэширования: в качестве входных данных принимаются случайное значение и открытый ключ заметки, которые обрабатываются для получения соответствующего нуллификатора. Такая конструкция призвана обеспечить дополнительную безопасность транзакций, гарантируя, что только законные авторизованные пользователи смогут эффективно работать и использовать Note.

Добавление и хранение нот

В протоколе Singularity все заметки прикрепляются к дереву Меркла с возможностью добавления, а корень нового дерева Меркла хранится постоянно. Цель такой конструкции - обеспечить целостность и безопасность транзакций, предотвратить подделку и повреждение данных.

Проиллюстрируем это на простом примере:

Предположим, что Алиса - пользователь протокола Singularity. В какой-то момент она совершает транзакцию, внося 1 ETH в контракт Singularity. Эта транзакция будет записана как заметка и прикреплена к текущему дереву Merkle. В этот момент корень дерева Меркла вычисляется из этой единственной заметки.

Впоследствии Боб также совершает транзакцию, внося 0,5 ETH в контракт Singularity. Эта транзакция также будет записана как заметка и добавлена к текущему дереву Merkle. Корень дерева Меркле обновляется по мере добавления новых Заметок.

Примечание: В случае, если для корня дерева Меркель создано нечетное количество заметок, две отдельные заметки будут продублированы, а их хэши вычислены.

По мере того, как все больше пользователей проводят транзакции, каждая новая заметка добавляется в дерево Меркель в хронологическом порядке. Таким образом, история транзакций каждого пользователя сохраняется в одной и той же структуре данных, а целостность всей истории транзакций можно эффективно проверить, вычислив корневой хэш дерева Меркеля. Так как дерево Меркеля работает только по принципу добавления, невозможно изменить или удалить любую заметку, которая была добавлена в дерево, что обеспечивает безопасность и неизменность данных транзакции.

Верификация транзакций по записям

Когда трейдеры совершают транзакции, они должны раскрыть соответствующий Нуллификатор и предоставить соответствующие доказательства в доказательстве с нулевым знанием, чтобы проверить, что Нуллификатор связан с соответствующей Нотой, и доказать существование Ноты в дереве Меркеля. Умные контракты будут проверять уникальность нуллификатора и достоверность доказательств, чтобы обеспечить законность и безопасность транзакции.

Например:

Предположим, у Алисы есть купюра, содержащая 1 ETH, которую она вложила в контракт Singularity, и нуллификатором этой купюры является "AAA123". Теперь Алиса хочет использовать эти средства для транзакции, поэтому она должна предоставить "AAA123" в качестве нуллификатора и доказать следующие два пункта с помощью доказательства с нулевым знанием:

1. Докажите, что "AAA123" ассоциируется с потраченной купюрой, т.е. средства для этой операции действительно поступили из этой купюры.

2. Докажите существование Записки в дереве Меркеля, т.е. Записка была ранее вложена в контракт Singularity и не была подделана.

Умный контракт проверит Нуллификатор и доказательства, предоставленные Алисой, чтобы убедиться в уникальности Нуллификатора и достоверности доказательств. Только когда проверка пройдена, контракт выполнит транзакцию и переведет средства получателю, которого желает Алиса. Таким образом, смарт-контракт обеспечивает законность и безопасность транзакции, предотвращая любые злонамеренные или мошеннические действия.

Ниже приведен псевдокод реализации описанной выше логики:

// Псевдокод
pragma solidity ^0.8.0;
contract SingularityContract {
 mapping(address => mapping(bytes32 => bool)) private invalidValues;
 mapping(bytes32 => bool) private merkleTree;
  // Операция пополнения счета, внесение средств в контракт Сингулярности
 function deposit(bytes32 noteHash, bytes32 invalidValue) public payable {
       require(msg.value > 0, "Deposit amount must be greater than 0");
       // Add the Note to the Merkel tree
       merkleTree[noteHash] = true
       // Store the nullifier
       invalidValues[msg.sender][noteHash] = true;
   }
   // Операция расходования средств, проверка нуллификатора и доказательства, выполнение транзакции
 function spend(bytes32 noteHash, bytes32 invalidValue, bytes memory proof) public {
       // Verify that the provided nullifier matches the stored one
       require(invalidValues[msg.sender][noteHash], "Invalid value does not match");
       // Verify the existence of the Note in the Merkel tree
       require(merkleTree[noteHash], "Note does not exist in the Merkle tree");
       // Verify the zero-knowledge proof
       require(_verifyProof(noteHash, invalidValue, proof), "Proof verification failed");
       // Execute the transaction, transferring funds to the recipient
       // The specific transfer operation is omitted here
   }
   // Функция проверки доказательства нулевого знания
 function _verifyProof(bytes32 noteHash, bytes32 invalidValue, bytes memory proof) private view returns (bool) {
       // In practice, specific zero-knowledge proof verification is required
       // The specific verification process is omitted here
       // If the proof is successfully verified, return true, otherwise return false
       return true;
   }
}

1. Забронировать

В Book используется технология полностью гомоморфного шифрования (FHE) для создания полностью приватной автономной книги ордеров, обеспечивая трейдерам безопасную и надежную торговую среду. В системе Book особая группа узлов FHE, известных как Bookies, играет важнейшую роль, коллективно управляя книгой заказов. Процесс подбора включает в себя:

Узлы API шифруют заказы, чтобы обеспечить конфиденциальность содержимого заказа. Затем букмекеры используют протокол FHE для выполнения расчетов соответствия ордеров, обеспечивая секретность информации об ордерах. Результаты сопоставления ордеров публикуются, но содержание оригинального ордера остается конфиденциальным, чтобы защитить права трейдеров на частную жизнь. Совпавшие трейдеры могут напрямую общаться и производить расчеты, используя функцию Swap контракта Singularity, а трейдеры, не сумевшие произвести расчет, будут подвергаться репутационным штрафам.

Чтобы обеспечить стабильную работу системы Book, принят механизм поощрения по принципу большинства, и букмекеры обязаны делать ставки токенами:

• Букмекерские конторы используют механизм правил большинства для решения потенциальных разногласий в зашифрованном согласовании ордеров, предотвращая вредоносную деятельность.

• Ставочные жетоны призваны защитить от атак Sybil, мотивируя букмекеров выполнять свои обязанности и обеспечивать бесперебойную работу системы.

В системе Book управление идентификацией и репутацией играет ключевую роль, а инновации включают в себя:

• Каждой анонимной личности соответствует репутация, отражающая ее историческую вероятность заселения, при этом сохраняется конфиденциальность личности.

• Трейдеры могут устанавливать пороговые значения репутации для фильтрации аналогов, соответствующих ордерам, обеспечивая безопасность и надежность сделок.

• Трейдеры, не выполнившие расчет, получат репутационные штрафы, которые также повлияют на репутацию их торговых партнеров.

Например, предположим, что Алиса хочет купить 1 ETH,

• Подача ордера: Алиса подает ордер на покупку 1 ETH по указанной цене в $2000 USDT.

• Согласование ордеров: система Book находит продавца, Боба, готового продать 1 ETH по цене $2000 USDT.

• Подтверждение транзакции: Алиса и Боб подтверждают, что их заказы были успешно согласованы.

• Расчеты по сделке: Алиса платит Бобу $2000 USDT и получает 1 ETH. Система Singularity обновляет баланс их счетов.

• Управление репутацией: Если Боб не выполнит сделку в срок или проявит другие негативные качества, его репутация может снизиться, что приведет к тому, что система ограничит его сотрудничество с другими трейдерами. Если рейтинг репутации Боба равен 5, это говорит о том, что он надежный трейдер. Однако если он не выполнит сделку в срок или будет вести себя иначе, например, многократно отменять ордера или злонамеренно манипулировать рынком, его репутация может пострадать. Это может привести к снижению его рейтинга репутации на 1 пункт до 4, что еще больше ограничит его будущий порог участия в торговле.

1. Автоматизация

Автоматизация - это встроенный в протокол AMM-DEX, в котором Book выступает в качестве альтернативного поставщика ликвидности. Поскольку трейдеры могут совершать транзакции через Singularity для внесения средств, а Singularity является анонимной, вклады в Automation также анонимны. Это означает, что личность трейдеров не раскрывается, защищая их конфиденциальность.

Трейдеры могут в любое время вывести средства из Automation и перевести их в контракт Singularity. Такая гибкость позволяет трейдерам свободно управлять своими средствами и выводить их, когда это необходимо. Аналогично, поскольку сам контракт Singularity является анонимным, процесс вывода средств также сохраняет анонимность трейдеров.

Для ордеров, которые не могут быть сопоставлены ни с одним ордером в Книге, автоматизация обеспечит сопоставление, чтобы помочь увеличить ликвидность. Это гарантирует, что даже если ордера не совпадут немедленно, ордера трейдеров все равно будут обработаны, и их сделки продолжатся. Предоставляя дополнительную ликвидность, Автоматизация повышает общую эффективность и опыт торговли по протоколу.

1. Relayer

В Singularity решающую роль играет ретранслятор, который отвечает за отправку мета-транзакций от имени пользователей и выплату газового сбора за пользовательские транзакции. Такая конструкция обусловлена желанием защитить анонимность пользователя. Поскольку плата за газ должна вноситься в обычно публичный блокчейн базового уровня, если бы пользователи сами платили за газ, их личность могла бы быть раскрыта.

Релейщики выполняют эту задачу, отправляя мета-транзакции. Мета-транзакции изначально являются проверяемыми и вычисляемыми, что не позволяет релейщикам подделывать или изменять содержание транзакций, обеспечивая тем самым безопасность и целостность транзакций. Более того, чтобы предотвратить злонамеренное поведение ретрансляторов, система разработана с использованием сети ретрансляторов, не требующей доверия. Это означает, что любой человек может управлять релайнером без необходимости предоставлять какой-либо залог.

Транзакции, представленные пользователями, и связанные с ними сборы являются общедоступными и будут выплачены Релайзерам в качестве компенсации за покрытые ими газовые сборы. Такая конструкция делает сеть Relayer рациональной системой, в которой будут приниматься и отправляться любые выгодные транзакции. Даже если существуют злонамеренные релейщики, наличие хотя бы одного честного релейщика гарантирует полноту системы. Конечно, у трейдеров есть возможность запустить собственный Relayer и заменить им Gas Fee, хотя и за счет некоторой конфиденциальности.

1. API

API служит интерфейсным узлом для взаимодействия пользователей с протоколом. С помощью API пользователи могут генерировать и отправлять доказательства для контракта Singularity, управлять заказами в Книге, прослушивать Книгу для поиска совпадений и вести переговоры о расчетах по контракту Singularity. Кроме того, API позволяет пользователям взаимодействовать с Relayers.

Конфиденциальные сделки

На основе вышеупомянутой структуры могут быть реализованы операции с конфиденциальностью, о которых говорилось ранее:

• Анонимные транзакции (автоматизация)

При совершении сделок с Automation, поскольку трейдерам необходимо совершить операцию пополнения счета, сумма заложенных денег каждый раз будет раскрыта, так же как и каждый депозит в Singularity не сможет избежать подслушивания третьими лицами, подслушивающими детали сделки. Поэтому проведение транзакций через Автоматизацию принесет в жертву сокрытие транзакции.

Следует отметить, что когда Книга не может найти трейдера, хотя его ордер может быть включен в торговый пул Automation для сопоставления (что, по-видимому, раскрывает адрес трейдера), анонимность трейдера по-прежнему обеспечивается, поскольку организацией, передающей его ликвидность, является Singularity.

• Анонимные + скрытые транзакции (расчеты через сингулярность)

При расчете транзакций через Singularity, независимо от того, как происходит обнаружение цены транзакции и сопоставление намерений, окончательный расчет транзакции все равно может обеспечить ее анонимность и сокрытие. Это связано с тем, что контракт Singularity отвечает за кастодиальные расчеты и окончательный перевод средств, тем самым обеспечивая видимость на открытом пространстве, в то время как сам работает в темноте.

Торговля в темном пуле: Реализация сингулярности

Торговый процесс Singularity

Темный пул, предназначенный для крупных учреждений и профессиональных трейдеров, предоставляет платформу для торговли, не влияя на рыночные цены. В первую очередь он удовлетворяет два типа торговых потребностей: Трансфер и Своп. Далее мы подробно расскажем о том, как Singularity реализует эти два типа транзакций на основе содержимого, изображенного на диаграмме выше. Важно отметить, что API Nodes и Trading Nodes являются частью одного узла на диаграмме; для ясности здесь они описаны как два разных типа узлов.

1. Трансферные операции

Транзакции передачи данных в основном происходят между двумя узлами Трейдера. Мы обозначим узел получающего трейдера как трейдер A, а узел отправляющего трейдера - как трейдер B. Конкретный процесс транзакции между трейдером A и трейдером B выглядит следующим образом:

1) При совершении сделки трейдер B должен внести средства в контракт Singularity. Трейдер B зашифровывает эту транзакцию пополнения счета, вызывая API, генерируя таким образом ZK Proof, также называемый ZK Note, и предоставляет его контракту Singularity, чтобы подтвердить, что трейдер B пополнил счет.

2) После внесения средств трейдер B инициирует транзакцию Transfer, вызывая API для отправки ZK Note на контракт Singularity.

3) Получив записку трейдера B, контракт Singularity идентифицирует соответствующего трейдера A на основе информации, предоставленной в записке. В этот момент трейдер A может извлечь сумму сделки Transfer из контракта Singularity.

В этом процессе мы наблюдаем, что взаимодействие между узлами и контрактом осуществляется через ZK Notes. В банкнотах используется модель UTXO для перевода, которая по своей сути обладает большей степенью конфиденциальности и анонимности по сравнению с моделью счета. Этот метод гарантирует, что особенности транзакции известны только ее инициатору, в то время как со стороны кажется, что какой-то адрес взаимодействовал с контрактом Singularity. Однако основные детали транзакции, такие как адрес получателя или сумма транзакции, не могут быть получены.

1. Операции своп

По сравнению с трансфертными сделками, сделки своп несколько сложнее из-за необходимости поиска контрагента по сделке. Здесь мы обозначим узел трейдера, желающего совершить своп, как трейдер C, а узел трейдера, который в итоге нашел торгового партнера, как трейдер D. Конкретный процесс сделки между трейдером C и трейдером D выглядит следующим образом:

1) Аналогично первому шагу транзакции Transfer, трейдеру C необходимо внести средства на контракт Singularity, и одновременно с этим трейдер C инициирует транзакцию Order на узел Book, вызвав API.

2) Действуя в качестве узла книги заказов вне цепи, узел книги пытается сопоставить различные транзакции заказов в условиях полностью гомоморфного шифрования (FHE), не зная конкретных деталей транзакций заказов.

a. После успешного совпадения узел Book уведомит соответствующие два узла Trader о необходимости продолжить транзакцию.

b. Если совпадение не удастся, Книга внесет средства, связанные с этой транзакцией, в внутрицепочечную автоматизацию в качестве резервной ликвидности. Это сродни внесению свободных денег в сберегательную службу, такую как Yu'e Bao. Если впоследствии транзакции все еще не будут совпадать, они будут отдавать приоритет торговле из Автоматизации. Только когда средств в Automation будет недостаточно для завершения транзакции, он будет взаимодействовать с внешними DEX, такими как Uniswap, через контракт Singularity.

После нахождения торгового контрагента и согласования деталей свопа, трейдеры подписывают детали своп-сделки на взаимной основе. Затем любая из сторон может использовать эти подписи для создания доказательства с нулевым знанием, что позволит изменить право собственности на Notes без присутствия обеих сторон в сети. Важно отметить, что для защиты конфиденциальности сделки, своп-транзакции по-прежнему проводятся через контракт Singularity.

Таким образом, мы видим, что Singularity в первую очередь использует технологии ZK (Zero Knowledge) и FHE в процессе транзакций для достижения конфиденциальности и анонимности. Использование технологии ZK гарантирует, что детали любой сделки известны только инициатору, но при этом позволяет другим трейдерам или контракту Singularity быстро проверить ее; технология FHE позволяет узлу Book вычислять взаимно совпадающие сделки в процессе согласования без необходимости знать конкретные детали сделок, а также сохраняет конфиденциальность исходной информации о сделке при уведомлении обеих сторон, то есть стороны знают только, с кем они торгуют, но не конкретный тип актива и сумму сделки.

Резюме и оценка

На внебиржевой рынок приходится почти 70% всего объема торгов на криптовалютном рынке, что подчеркивает значительный спрос на конфиденциальные транзакции в индустрии Web3. Однако сектор торговли конфиденциальными данными все еще сталкивается с различными проблемами, такими как выполнение нормативных требований государственных органов, проведение транзакций без раскрытия конкретной информации о пользователях и транзакциях, а также предотвращение злонамеренных действий со стороны участников торговли. Децентрализованные темные пулы, такие как Singularity, представляют собой инновационное решение, которое может обеспечить пользователям более высокий уровень защиты конфиденциальности и противодействия цензуре благодаря использованию технологий конфиденциальности и смарт-контрактов, снижая зависимость от централизованных структур. Эти платформы поддерживают анонимные крупные транзакции и могут интегрироваться со службами обеспечения соответствия нормативным требованиям, чтобы создать децентрализованную и соответствующую нормативным требованиям торговую среду.

Основные соображения для сектора темных пулов:

1. Техническая архитектура: Доказательства с нулевым знанием (ZKP) и многосторонние вычисления (MPC) являются основой сектора темных пулов, позволяя проверять действительность транзакций без раскрытия их деталей. Многие существующие протоколы в значительной степени или полностью полагаются на MPC, который имеет два основных недостатка: низкую вычислительную эффективность и сложность протокола. Протоколы MPC требуют доказательства и проверки ZKP в рамках MPC, что требует больших вычислительных затрат. Кроме того, MPC часто требует стабильного сетевого соединения, чего сложно добиться в глобальной децентрализованной сети. Эти факторы делают протоколы, полностью основанные на MPC, непрактичными для крупномасштабных приложений, таких как системы подбора заказов.

2. Анонимность и защита частной жизни : Регулирование - неизбежная тема в сфере конфиденциальности. Обеспечение полной анонимности транзакций и денежных средств при достаточной защите конфиденциальности - сложная задача. Это особенно важно для пользователей, желающих торговать с капиталом, соответствующим требованиям. Проектам темных пулов срочно необходимо интегрировать процессы KYB/KYC, активно внедрять регулирование и гарантировать, что данные KYC/KYB пользователей не будут утекать, чтобы сохранить законность платформы и доверие пользователей.

3. Ликвидность & Безопасность фондов : Ликвидность - важнейший фактор в работе темного пула. Обеспечение достаточного объема торгов и безопасности фондов жизненно важно для эффективного согласования ордеров и повышения анонимности трейдеров и их желания участвовать в торгах. В темных пулах анонимность средств увеличивается с ростом размера пула, что делает отслеживание конкретных вкладчиков более сложной задачей. В условиях дефицита ликвидности модели книги заявок многих протоколов имеют ограничения в согласовании сделок между пользователями, поскольку они не всегда могут обеспечить достаточную ликвидность для всех заявок. Помимо книг заявок, эффективными способами увеличения ликвидности могут стать инновационные механизмы торговли AMM и интеграция большего количества приложений DeFi из различных экосистем блокчейна.

4. Масштабируемость: Обеспечение хорошей масштабируемости, способной удовлетворить растущее число пользователей и объемы транзакций, очень важно для темных пулов. Темные пулы рискуют понести убытки, если столкнутся с резким увеличением количества LP, не имеющих соответствующих заказов. Поэтому темные пулы должны продумать свои расчетные уровни, технический дизайн и дорожную карту экосистемы на этапе разработки, чтобы удовлетворить более высокие требования к транзакциям, особенно в условиях прогрессирующей комплексной нормативной базы.

Торговля в темном пуле, имеющая определенную историю в традиционных отраслях и еще не доказавшая свою эффективность в качестве решения, по-прежнему имеет значительный рыночный спрос и потенциал развития. Традиционная торговля в темных пулах сопряжена с рисками доверия со стороны централизованных трейдеров, в то время как децентрализованные проекты, такие как Singularity, используют инновационную модель "темный пул + прозрачный пул для темных сделок", устраняя болевые точки зависимости от централизации, недостаточной конфиденциальности и слабой устойчивости к цензуре.

В отличие от предыдущих проектов по торговле приватностью, Singularity предлагает функции торговли приватностью активов наряду с возможностями торговли активами DeFi. Современный рынок наводнен торговыми агрегаторами, но лишь немногие из них обладают отличительными особенностями или дизайном, которые повышают приверженность пользователей. Сингулярность, служащая слоем конфиденциальности для прозрачных пулов, в первую очередь решает болевые точки торговли институтов и китов, сохраняя информационную асимметрию. По сравнению с существующими решениями для конфиденциальной торговли, дизайн темного пула (слоя конфиденциальности) естественным образом воплощает принцип "держать деньги в кармане", поскольку конфиденциальность теряется, если средства трейдеров часто входят и выходят из платформы, что эквивалентно самораскрытию. Поэтому большинство средств предпочитают оставаться в темном пуле в течение достаточного времени, прежде чем вывести их, что благоприятно сказывается на стабильном росте проекта TVL и обеспечивает пользователям большую безопасность.

Исходя из вышеупомянутых стандартов для децентрализованных темных пулов, Singularity выделяется среди существующих решений для темных пулов по нескольким причинам:

• Анонимность и защита конфиденциальности : Для обеспечения анонимности традиционным подходом являются доказательства нулевой осведомленности (ZKP). Поэтому поиск правильных партнеров является ключевым моментом. В настоящее время Singularity делегирует внецепочечные процессы KYC & KYB компаниям ComplyCube (KYC) и Shufti Pro (KYC & KYB), при этом Keyring строит соответствующие доказательства, а оракулы в конечном счете переносят эти доказательства на блокчейн. По сравнению с другими проектами, Singularity в большей степени соответствует современным требованиям к соблюдению норм, что позволяет избежать будущих регуляторных рисков, подобных тем, с которыми столкнулась компания Tornado Cash.

• Сохранность средств: Прямое сравнение сохранности контрактов невозможно. Однако, поскольку Singularity позволяет прозрачным пулам действовать как темные пулы, это может снизить желание пользователей и учреждений перемещать средства, потенциально подвергая их капитал рискам безопасности контрактов в долгосрочной перспективе. Как упоминалось ранее, частые переводы средств учреждениями/пользователями могут также раскрывать адреса, что требует баланса между конфиденциальностью адресов и безопасностью средств.

• Ликвидность: В отличие от проектов, которые полагаются исключительно на модели книги заявок/AMM, Singularity использует и книгу заявок, и AMM, чтобы максимизировать эффективность ликвидности. Однако реальное применение может показать, что разница в ликвидности, обусловленная торговыми моделями, может быть незначительной, и в большей степени зависит от возможностей развития бизнеса проекта и его соответствия требованиям, при этом окончательное решение остается в основном в руках пользователей рынка.

• Масштабируемость: С точки зрения совместимости с экосистемой, совместимость Singularity с экосистемой EVM - это основной показатель. Если не рассматривать возможность создания собственной цепочки, эффективность расчетов по транзакциям все равно сильно ограничена расчетным уровнем. В крайних случаях эти уровни могут не справиться с высокочастотными транзакциями. Поэтому в среднесрочной и долгосрочной перспективе проекты, расширяющие направление экосистемы цепочки приложений, будут более масштабируемыми. Технически, Singularity выбирает FHE+ZKP, который более эффективен, чем решения MPC-ZKP, из-за высокой вычислительной эффективности, требуемой MPC-ZKP. Таким образом, выбранный компанией Singularity технологический подход, похоже, отвечает потребностям сделки. С точки зрения расширения экосистемы, подход "прозрачный пул как темный пул" может распространяться на нетранзакционные сценарии и другие контексты DeFi, предлагая фантазийные возможности, сравнимые с теми, которые предлагает Uniswap V4 с крючками.

Признавая ключевые компетенции Singularity, важно также знать о потенциальных рисках, с которыми проект может столкнуться в будущем:

• Потеря функции обнаружения рыночной цены: Из-за анонимности и большого объема сделок в "темном пуле" цены активов на рынке могут неточно отражать колебания внутри "темного пула". Это приводит к потере эффективного выявления цен, поскольку другие участники рынка не могут получить доступ к информации о сделках в "темном пуле". Исключение составляют случаи, когда пользователи используют обычные DEX для поиска цен на Singularity, где цены могут отражать реальный рыночный спрос и предложение.

• Риск государственного регулирования: Торговля в "темном пуле", потенциально используемая для уклонения от регулирования и стандартов, может побудить государственные органы ввести более строгие меры регулирования. Это может включать в себя усиленный мониторинг и регулирование торгов в "темном пуле" или штрафные санкции для физических и юридических лиц, участвующих в таких торгах. Эти меры могут повлиять на развитие и работу проекта Singularity и увеличить юридические риски.

• Контроль и сохранность средств: Поскольку средства хранятся в контрактах Сингулярности в течение длительного времени, подобно хранилищу, в экстремальных ситуациях могут возникнуть риски, связанные с контрактами. Однако, поскольку Singularity не предполагает многоцепочечных коммуникаций и не полагается на ретрансляторов транзакций, ее безопасность, по крайней мере, выше, чем у межцепочечных мостов.

• Риски KYC/KYB : Высокая зависимость от ограниченного числа партнеров при проверке квалификации пользователей может привести к возникновению единых точек отказа.

В целом, компания Eureka Partners рассматривает трек конфиденциальности как важную стратегическую инвестицию. Для инвестиционных институтов и других заинтересованных сторон Singularity представляет собой торговлю в темном пуле; однако для регулирующих органов она больше похожа на "серый пул". Мы ожидаем, что внебиржевые и институциональные сделки постепенно перейдут к регулируемым методам торговли в темных пулах. Мы считаем, что текущее технологическое развитие Web3 - это "итеративный прогресс". После строгого регулирования Tornado Cash возник заметный вакуум спроса на торговлю конфиденциальными данными. Исторически сложилось так, что внедрение правил часто отстает от технологических прорывов и революций. Когда технология сталкивается с проблемами, мы должны принять перемены и не упустить ни одного кризиса. Мы с нетерпением ждем, когда Singularity станет следующим лидером в области регулируемых темных пулов ЗК.

"Никогда не тратьте хороший кризис впустую". - Уинстон Черчилль

Отказ от ответственности：

1. Эта статья перепечатана с сайта Eureka Partners, Forward Оригинальное название 'Eureka Partners Research Report: Singularity - Privacy Transactions on Transparent Blockchains',Все авторские права принадлежат оригинальному автору[Oliver, Andy, Howe]. Если у Вас есть возражения против этой перепечатки, пожалуйста, свяжитесь с командой Gate Learn, и они незамедлительно рассмотрят их.
2. Отказ от ответственности: Мнения и взгляды, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно автору и не являются инвестиционным советом.
3. Перевод статьи на другие языки осуществляется командой Gate Learn. Если не указано, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.