MimbleWimble:区块链隐私与可扩展性的新范式
2016年7月,匿名开发者Tom Elvis Jedusor在IRC频道#bitcoin-wizards上发布了MimbleWimble协议,这是一种专注于可互换性、隐私性和可扩展性的区块链协议。该论文提出了一种新颖的交易组合方式,旨在提升公有链的隐私特性。
Jedusor的论文建立在2013年一篇匿名发布的论文基础上,后者使用了一种称为单向聚合签名(OWAS)的技术,并引入了一种新的加密原语——配对加密(pairing crypto),尽管这一技术在学术界并未得到广泛信任。MimbleWimble还从比特币核心开发者Gregory Maxwell提出的两项隐私提议——机密交易(Confidential Transactions)和CoinJoin中汲取了灵感。
MimbleWimble的技术基础
最初的MimbleWimble论文采用了与比特币相同的椭圆曲线加密技术,引起了包括Blockstream数学家兼应用密码学家Andrew Poelstra在内的众多比特币研究人员的关注。Poelstra在2016年10月发布了一个“精确”版本的MimbleWimble白皮书,进一步改进了该协议。Poelstra的研究长期聚焦于隐私领域,曾参与比特币的机密交易和无脚本脚本(scriptless scripts)的开发。
最初,MimbleWimble被设想为比特币的升级或侧链。然而,Blockstream联合创始人兼比特币核心开发者Pieter Wuille在2016年的一次播客中澄清了将其作为向后兼容变更整合到比特币中的挑战:“以向后兼容的方式将MimbleWimble引入比特币将是一项艰巨的任务。这可能并非不可能,但确实非常困难。如果人们要实验这一技术,我预计它会以实验性的独立链或侧链的形式出现。侧链不会引入新的加密货币,但它将是一条独立的链。”
MimbleWimble的权衡之一是排除了表达性脚本语言,这使得诸如支付通道(如闪电网络)和跨链原子交换等创新无法实现。自2017年以来,MimbleWimble协议出现了两种独立的实现,分别围绕社区、理念、资金和技术细节进行了不同的考量。
Grin与BEAM:两种不同的实现
第一种实现是Grin,它已成为MimbleWimble的代名词。Grin在Poelstra的论文发布几天后问世。匿名开发者Ignotus Peverell在GitHub上创建了项目ignopeverell/grin,提供了用Rust编写的部分协议实现,并阐述了他对该项目理念的愿景。2017年3月,Peverell发布了Grin和MimbleWimble的技术介绍,至今仍是该协议规范的主要参考。Grin目前由一群主要匿名的开发者维护,其中许多人采用了与项目原始理念一致的哈利波特化名。
第二种实现是BEAM,该项目于2018年3月启动,并在MimbleWimble论文发布一周年之际正式公布。BEAM采用了一种与Zcash相似的结构,与Grin的无政府主义、开源理念形成鲜明对比。BEAM团队由以色列企业家Alexander Zaidelson领导,拥有明确的管理和工程团队、预售、正式基金会和创始人税,旨在为市场提供一个与Grin竞争的替代方案。
隐私与可互换性的核心问题
从比特币诞生之初,隐私和可互换性就一直是其用户的核心关切。尽管比特币在协议层和交易层都取得了显著的隐私和可互换性改进,但通过复杂的网络分析和区块链分析,仍然有许多尝试去匿名化交易。Grin和BEAM都采用了与比特币相同的未花费交易输出(UTXO)模型,而非以太坊等基于账户的加密货币。
MimbleWimble对比特币的UTXO模型进行了多项改进,以实现隐私交易。其核心思想是结合机密交易和CoinJoin技术。机密交易使用了一种称为Pederson承诺的加密原语,确保只有交易参与者能看到交易金额,而非参与者仍能验证交易的有效性。CoinJoin则通过将多个用户的输入组合成一个匿名集,使得交易图更难以追踪。
未来的挑战与展望
MimbleWimble的实现通过将CoinJoin作为协议的核心部分,而非由第三方钱包和服务实现的交易层隐私改进,解决了现有隐私工具的不足。此外,MimbleWimble还引入了Dandelion协议,旨在通过分阶段的交易广播机制,混淆比特币交易的IP地址,进一步增强隐私性。
尽管Grin和BEAM都从零开始实现了MimbleWimble协议,但它们在挖矿机制、算法选择和技术细节上存在显著差异。Grin采用了Cuckoo Cycle算法,而BEAM则选择了修改版的Equihash PoW算法。随着这两种加密货币的不断发展,未来几个月甚至更长时间内,谁将成为最终的赢家仍是一个悬而未决的问题。
在一个社会信用系统和人工智能技术日益普及的世界中,隐私在未来的货币系统设计中显得尤为重要。Grin和BEAM的推出为隐私加密货币领域带来了新的可能性,尽管它们的路径和理念各不相同,但它们共同推动了对隐私和可互换性的深入探索。