Shielded Bitcoin：无需分叉的比特币隐私协议

Alloc Init 的密码学研究团队发表了一篇论文，介绍了“Shielded Bitcoin”（屏蔽比特币）协议。该协议旨在将交易保留在比特币（BTC）的基础层上，同时隐藏转账的金额、发送方和接收方信息。

这篇发布于9月24日的论文由 Clara Shikhelman、Mikhail Komarov 和 Aleksei Moskvin 共同撰写。

无需更改共识规则的设计

该设计不需要对比特币的共识规则进行任何修改。相反，价值以加密票据的形式表示，花费票据时发布的是一个称为“空值证明器”（nullifier）的公共标记，而不是公开票据本身。每笔转账都附带一个零知识证明，用于验证发送方拥有资金且没有创造或销毁价值，同时不披露涉及的人员或具体金额。

无需单独的区块链

Shielded Bitcoin 的核心结构借鉴了 Zcash（ZEC），后者使用类似的加密票据和空值证明器系统。论文描述了与该模型的一个关键区别：Zcash 运行自己的区块链来跟踪屏蔽余额，而 Shielded Bitcoin 没有自己的链。传输数据直接发布到比特币网络，名为索引器的软件通过按比特币记录的顺序重放每一笔已接受的转账，重建私有余额记录。

由于这种重放过程是确定性的，任何两个处理相同比特币历史的索引器预计都会得出相同的记录集，而无需彼此通信。论文指出，在此过程中，支出权限始终保留在用户的钱包密钥中，读取区块链的软件或重放层本身都无法移动用户的资金。

与现有隐私方案的对比

论文将 Shielded Bitcoin 与几种现有的比特币隐私方法进行了对比。现有的工具如 CoinJoin 和 Silent Payments 使得通过模式分析更难追踪所有权，但交易金额在这些方法下仍会在公共账本上可见。另一个名为 Shielded CSV 的提案追求类似的目标，但要求用户在本地存储自己的交易历史，这意味着如果用户丢失这些数据，历史记录可能会无法恢复。Shielded Bitcoin 的作者认为，他们通过将重建私有状态所需的一切内容直接发布在比特币上来避免这一问题。

发布成本与未决问题

论文披露了具体的技术权衡，而非将设计呈现为已完成状态。每笔转账的密码学证明使用称为 OP_RETURN 的数据字段发布在比特币交易中。根据论文引用的数据，证明大小取决于所使用的底层证明系统，范围大约在 160 到 192 字节之间。作者指出，这种发布方法除了比特币的标准网络费用外，还为每笔私密转账增加了费用成本。

若干设计选择仍未解决。论文指出，允许用户在不下载并重放整个比特币区块链的情况下验证自身交易历史的方法尚未解决，被列为未来工作。作者也未就典型转账的标准输入和输出数量达成一致，指出这一选择会影响外部观察者区分单个转账的难易程度。

论文还概述了一项可选功能，允许机构使用单独的零知识证明来验证所收到的资金源自批准来源，并仅通过认证接收者传递，而不向该验证之外的任何人透露基础转账历史。作者将此合规层描述为严格的选择加入（opt-in），声明没有此额外验证的票据在基础 Shielded Bitcoin 协议下仍然有效。

论文将资金进入和退出屏蔽系统的机制——即入金和出金（peg-in and peg-out）——列为其范围之外，并表示该功能计划使用同一研究小组发布的另一协议 Bitcoin PIPEs v2 来构建。