批量阈值加密技术(BTE)
批量阈值加密(BTE)建立在阈值密码学等基础概念之上,使多方能够安全协作,同时确保任何单一参与者都无法获取敏感数据。作为对Shutter等早期阈值加密内存池方案的演进,目前所有关于BTE的研究仍处于原型或探索阶段,但这项技术有望重塑分布式账本的未来格局。本文将深入探讨这一充满潜力的研究方向。
现有区块链的透明性困境
当前主流区块链中,交易数据在被打包进区块前会公开存储在内存池。这种透明性催生了最大可提取价值(MEV)的套利行为——区块提议者通过重组、筛选交易来牟利。典型的MEV攻击如抢先交易和三明治攻击在以太坊等网络屡见不鲜,仅10月10日闪崩事件中就产生约290万美元的套利收益。值得注意的是,约32%的MEV攻击通过私有中继进行,部分攻击甚至包含超过200笔链式子交易。
加密内存池解决方案
部分研究者提出加密内存池方案,将待处理交易在区块确认前保持加密状态,从而避免交易策略泄露。这类方案多采用阈值加密(TE)技术,将解密密钥分散存储在多个服务器,类似多重签名机制,需达到最低阈值数量的服务器协作才能解密数据。
BTE的技术突破
传统TE方案存在扩展性瓶颈:每笔交易需要服务器单独生成解密分片并在链上聚合验证,导致网络拥堵。BTE通过允许服务器发布固定大小的解密分片来批量解锁任意数量交易,成功解决这一问题。由Arka Rai Choudhuri等学者(2024)提出的首个BTE方案采用KZG承诺方案,使服务器委员会能将多项式函数锁定至公钥,同时保持函数初始状态对各方隐藏。
解密时需要证明交易符合预设多项式。由于固定次数的多项式可由特定数量点确定,服务器仅需交换少量数据即可完成验证。建立共享曲线后,通过发送精简信息即可批量解锁全部交易。未匹配多项式的交易将保持加密状态,实现选择性披露。
技术演进与优化
初始BTE版本存在两个核心缺陷:每批新交易都需要重新初始化密钥系统;解密过程消耗大量计算资源。Choudhuri等研究者(2025)提出"一次性设置BTE"方案,通过单次分布式密钥生成(DKG)仪式显著改进效率。2025年8月,Bormet团队提出的BEAT-MEV方案实现真正无周期限制的初始化,采用可穿刺伪随机函数和阈值同态加密技术,使服务器能无限复用参数配置。
后续BEAST-MEV方案进一步提出静默批量阈值加密(SBTE),完全消除服务器间的交互设置需求。通过借鉴BEAT-MEV的子批处理技术,该系统可在1秒内解密多达512笔交易。
应用前景展望
BTE技术可天然兼容Metis、Espresso等Layer2扩容方案,这些系统已通过时间延迟加密或可信定序器追求公平性。对于CoW Swap等采用批量拍卖的协议,BTE能有效弥补订单流暴露的隐私缺口。目前Shutter Network被视为最具落地潜力的早期采用者,待技术框架成熟后或将引领行业标准。