CryptoNote技术解析：初学者完全指南_新闻

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CryptoNote技术解析：初学者完全指南

2018-09-28 19:03:54

CryptoNote参考实现：匿名加密货币的核心技术

CryptoNote参考实现是一个开源应用层协议，作为多个知名去中心化隐私导向加密货币的底层技术。CryptoNote技术通过先进的密码学、平等化的去中心化方法以及抗审查特性，提供了最创新的隐私功能。

CryptoNote技术背景

CryptoNote技术与比特币一样具有神秘起源。该技术最初于2012年出现，并在Tor网络上发布，其原始白皮书作者使用了Nicolas Van Saberhagen这一化名。在不到一年后，作者以同一化名发布了白皮书的第二版，但真实身份至今仍未知。

原始论文指出了比特币在灵活性和隐私性方面的不足，特别强调了交易的可追踪性和可链接性问题，以及执行中本聪提出的"一CPU一票"原则。论文以"我们"的口吻，基于数学分析提出了一套新的去中心化加密货币网络高级功能，即CryptoNote技术。

CryptoNote核心技术

CryptoNote技术建立在提供支付网络完全匿名性所需的两大基本属性基础之上：

不可追踪性：所有可能的发送者在所有入站交易中作为来源的概率均等
不可链接性：无法证明任何两个出站交易发送给了同一个人

原始提案已通过多项优化和改进得到补充，使该技术在保持其原始原则的同时始终处于创新前沿。CryptoNote网站上维护着协议规范的标准列表。目前，CryptoNote参考实现的主要功能集中在：

不可追踪支付
不可链接交易
双花证明
区块链分析抵抗
平等化工作量证明
自适应参数

CryptoNote通过整合环签名实现不可追踪支付。环签名基于David Chaum和E. van Heyst最初提出的群签名概念，后来发展为"可追踪环签名"论文，这正是CryptoNote环签名的基础。环签名使用多个公钥混合在一起，模糊交易的真实签署者，同时不牺牲验证交易有效性的能力。目前，多个CryptoNote加密货币实现了环机密交易（Ring CTs），作为对原始可追踪环签名的改进。

CryptoNote中的不可链接交易通过使用一次性密钥实现。即使使用环签名，区块链上仍可观察到发送到公钥地址的所有入站交易。CryptoNote通过为每笔交易自动生成从接收方公钥派生的唯一一次性密钥来缓解这一问题。通过使用Diffie-Hellman密钥交换的优化版本，交易发送方将接收方的公钥与自己的数据进行哈希运算，为该交易创建唯一的一次性密钥。因此，只有接收方才能生成交易的私密部分，从而成为唯一可以在交易提交后释放资金的参与方。

在目标为模糊交易数据的情况下实现双花证明带来了一些明显的挑战。CryptoNote巧妙地采用了称为密钥映像的概念，确保即使在模糊的区块链账本中也不会出现双花。密钥映像是支持可链接性同时允许签署者保持匿名的独特标记。例如，如果Alice使用相同的私钥创建多个环签名，这将表明双花尝试。为了能够在不暴露Alice身份的情况下识别这一点，在签署交易时会生成密钥映像，随后由网络中的所有用户保留。无法将交易链接到公钥并识别转账的签署者。此外，任何提交的具有重复密钥映像的交易都会立即被网络拒绝。

区块链分析已成为一个有趣的研究和创新课题，一些公司正在研究分析链上模式的方法。在区块链层和网络层的加密货币发展已经揭示了在像比特币这样的化名网络中解除用户匿名性的方法。由于CryptoNote中的每笔交易都有唯一的一次性密钥，因此无法通过公开地址链接输入和输出。

总结而言，发送者的身份通过环签名被模糊化，交易金额通过（以门罗币为例）环机密交易被匿名化，一次性地址则为交易中的接收方提供了隐私保护。

平等化的工作量证明

CryptoNote参考实现中平等化工作量证明的焦点源于比特币随着强大ASIC挖矿芯片发展而出现的中心化风险。在原始CryptoNote论文发表时，比特币的CPU挖矿在技术上仍然可行，但由于专业挖矿硬件的出现，其重要性正在迅速下降。特别是考虑到最近发布的比特大陆IPO招股说明书指出，比特大陆控制着比特币37.1%的挖矿算力，CryptoNote对ASIC主导地位的前瞻性方法在很大程度上得到了证实，即51%攻击最终可能是可行的，尽管不太可能。

挖矿中心化也渗透到链下治理决策中，这一话题变得更加复杂。挖矿权力的整合会减缓网络升级，但考虑到比特币对开发的保守态度，这也可能是一个净积极因素。CryptoNote认为，比特币的SHA-256挖矿算法并不能充分调解高成本定制设备（如ASIC）相对于标准CPU的优势。CryptoNote引用了帕累托原理（在比特币背景下当时有效），即20%的系统参与者控制了超过80%的投票权，以此作为推广内存绑定算法用于工作量证明定价功能以分配挖矿权力的理由。

最终在Bytecoin中实现并随后为Monero优化的CryptoNight挖矿算法就是这种算法的一个优秀例子。CryptoNight有效抵抗ASIC挖矿，仅允许CPU和GPU挖矿。然而，随着挖矿芯片硬件的不断进步，保持抗ASIC性很困难，最近需要Monero分叉其协议以维持现状。

自适应参数

CryptoNote的一个有趣组成部分是强调自适应参数，也称为自适应限制。硬限制是指去中心化加密货币网络协议中的硬编码参数，如区块大小和区块难度。这些限制可能导致两极分化的困境，如比特币的区块大小辩论和最终的比特币现金硬分叉。CryptoNote通过基于某些条件为每个区块设置自动调整参数来解决硬编码限制。

例如，Monero使用动态区块大小而非硬区块大小，其中区块大小的最大值为2 * M100，M等于最后100个区块的中值大小。这可以缓解区块链膨胀，并消除明确限制交易大小的需要。此外，Monero中的难度调整基于最后720个区块重新定位，排除20%的时间戳异常值。这反映了CryptoNote参考中重新调整难度目标的方法。

总体而言，CryptoNote技术中的功能套件建立在一些极其复杂和创新的数学分析基础上。作为一个开源协议，CryptoNote旨在为去中心化和隐私导向的加密货币提供一个竞争环境的框架。

使用CryptoNote的流行加密货币

目前有许多加密货币使用CryptoNote参考实现。它们都以某种形式实现了底层技术，通常根据加密货币的目的进行一些优化。

CryptoNoteCoin

CryptoNoteCoin是CryptoNote技术的参考实现。它没有商业价值，创世区块每2个月更换一次。展示该技术的一些功能包括：

CryptoNight挖矿算法
30秒区块时间
1840万枚代币供应量
每2个月完全重新发行

CryptoNote提供了一些优秀的资源，指导如何分叉CryptoNoteCoin协议并开始创建自己的CryptoNote加密货币。此外，您可以下载CryptoNoteCoin钱包和区块链，以实验发送和接收代币以及挖矿。

Bytecoin

Bytecoin是2012年创建的第一个基于CryptoNote的货币，最初与CryptoNote团队密切合作生产。作为一个流行的加密货币，Bytecoin包括CryptoNight挖矿算法以及CryptoNote币的典型隐私功能，如环签名和随时间递减的发行率。值得注意的是，Bytecoin非常重视即时交易和零费用，以吸引企业、客户和商家进行安全、匿名和快速的国际支付。