Loading...
Series: Zcash from First Principles . Article 6 . The Shielded Protocol (ìparí) Àkọsílẹ̀ Ààbò Àwọn tó ṣẹ̀ṣẹ̀ dé tí wọ́n ti ka àwọn Àpilẹ̀kọ 0 sí 5. What you'll leave with: a complete, correct mental model of a shielded Zcash transaction, with every concept from the series in its proper place, and every loop from Article 0 closed.
A bẹ̀rẹ̀, nínú Àpilẹ̀kọ 0, with a paradox and a story about sealed envelopes on a public board. Then we spent five articles building the parts: finite fields, elliptic curves, commitments, Merkle trees, and zero-knowledge proofs. Now we put them together and watch a real private payment work, start to finish.
Olúkúlùkù, gbogbo ohun tí o ti kọ́ jẹ́ ọlọgbọ́n. ṣùgbọ́n ìyanu ti Zcash wà nínú bí wọ́n ṣe so pọ̀ mọ́ra wọn. àfojúdi nìkan kò fúnni ní ìpamọ́ra. àdéhùn nìkan kò dí àdàkàdekè lọ́wọ́. ẹ̀rí nìkan kò fi ohunkóhun tó wúlò hàn. ó jẹ́ ìkójọpọ̀ tí ó sọ àwọn èròjà márùn-ún di owó tó jẹ́ àṣírí àti ẹni tí a lè fọkàn tán lẹ́ẹ̀kan náà.
Àpilẹ̀kọ yìí jẹ́ àpéjọ. Ní òpin, gbólóhùn náà "àwòrán-ayélujára ń ṣàyẹ̀wò ìsòwò tí kò lè rí" kò ní dàbí àdììtú ṣùgbọ́n bí àbájáde tí ó hàn gbangba ti àwọn apá tí o ti lóye.
Àkọsílẹ̀ gbogbo rẹ̀ wà ní ojú ìwé kan, láti ìtàn Àpilẹ̀kọ 0 títí dé ojúlówó ẹ̀rọ náà.
| Àpilẹ̀kọ 0 ìtàn | Apá gidi | Láti inú rẹ̀ ni a ti kọ́ ọ |
|---|---|---|
| Owó tí ó wà nínú àpòòwé kan | Àkíyèsí (iye, olùgbà, àìròtẹ́lẹ̀) | tí a fi àmì sí gẹ́gẹ́ bí àwọn èròjà pápá (Àwòrán 1) |
| Àpò tí kò ní ìbòjú tí a dì | Ṣe akiyesi ifaramo | Pedersen / Sinsemilla ifaramo (Aworan 2, 3) |
| Igbimọ gbogbogbo | Ṣe akiyesi igi ifaramo (ìdákọ̀ró = gbòǹgbò rẹ̀) | Igi Merkle onípele (Àwòrán 4) |
| Àmì òfo náà | Ohun tí kò ní jẹ́ kí ó bàjẹ́ | ìkọsílẹ̀ àkọọ́lẹ̀ + kọ́kọ́rọ́ àṣírí tí ó bá ZK mu (Àwòrán 2, 3) |
| "Owó tó wà nínu owó dọ́gba pẹ̀lú owó tó jáde" | Awọn ileri iye + ayẹwo iwontunwonsi | Àwọn ìlérí Pedersen tí ó ní ìrísí (Àwòrán 2, 3) |
| Idán ìṣẹ́gun lẹ́yìn aṣọ ìbòrí | Ẹ̀rí ìmọ̀ òdo | zk-SNARK lórí ìṣètò ìṣirò (Àwòrán 5) |
| "Iwọ nikan ni o le ka apoowe rẹ" | Àkọsílẹ̀ ìkọ̀kọ̀ + àwọn kọ́kọ́rọ́ wíwo | ìfọwọ́sowọ́pọ̀ + ìṣètò bọtini (àpilẹ̀kọ yìí) |
Gbogbo ohun tí olùṣàmúlò lè ṣe máa ń ṣàn láti inú àṣírí kan ṣoṣo, kókó ìnáwó, nípasẹ̀ ètò-àlàkalẹ̀ ọ̀nà kan (ohun tí ọfà kọ̀ọ̀kan jẹ́ àdàkọ tí kò ṣeé yí padà, pẹ̀lú àwọn ẹnubodè inú Àpilẹ̀kọ 2 àti 3):
Àwọn nǹkan méjì tó yẹ ká kíyè sí, àwọn méjèèjì ló jẹ́ àbájáde àwọn àpilẹ̀kọ tó ṣáájú:
To spend a note privately, you must convince the network of four things at once without revealing the note, its value, its position, or your identity. Each claim is satisfied by a component you already know.
Àrídájú náà kò fi hàn kò sí nínú àwọn òtítọ́ tí ó wà nídìí rẹ̀ (ìwé wo, kí ni kókó rẹ̀, iye wo). Ó fi hàn nìkan wípé gbogbo ẹ̀sùn mẹ́rin náà jẹ́ òótọ́. Ìyẹn ni gbogbo ẹ̀tàn ti Zcash tí a fi ààbò bo, tí a sọ nínú àwòrán kan.
Pada ni nkan 2 ati 3 ti a woye wipe Pedersen adehun ** fi soke **: awọn adehun lati v_1 àfikún sí àdéhùn láti v_2 jẹ́ àdéhùn láti v_1 + v_2Ibi tí ìyẹn ti máa ń mú èrè wá nìyí.
Kọọkan input ati jade akọsilẹ mu a ** iye adehun **: a Pedersen adehun v.G + r.H tí ó fi iye rẹ̀ pa mọ́ vNítorí pé wọ́n fi kún un, ẹ̀rọ náà lè ṣírò:
(sum of input value commitments) − (sum of output value commitments)
Ti idunadura ba jẹ iwontunwonsi (ko si owo ti a ṣẹda tabi run), awọn v parts cancel exactly, leaving only a commitment to zero value, blinded by leftover randomness. The sender proves they know that leftover randomness by producing a small signature called the binding signature. A valid binding signature is only possible when the values truly balance, yet not a single amount was revealed.
Eleyi jẹ awọn cleanest apejuwe ninu awọn gbogbo jara ti * idi* ti a nilo homomorphic, iyipo-orisun adehun. "owo ni dogba owo jade" ofin ti wa ni enforced nipa ** fifi pa envelopes papọ ** ati ki o ṣayẹwo awọn esi seals si odo.
Jẹ ki a ṣe apejọ Alice sanwo Bob. A yoo lo Sapling ká kedere "lo ẹgbẹ / isejade ẹgbẹ" eto bi awọn ẹkọ awoṣe.
Iṣowo ti o ni aabo kan ni awọn iru awọn apejuwe meji:
| Àpèjúwe ìnáwó (ó gba àkọsílẹ̀) | Àpèjúwe àbájáde (ó ṣẹ̀dá àkọsílẹ̀) |
|---|---|
| ifaramo iye ti titẹ sii | ifaramo iye ti abajade |
| okọ o fihan lodi si (gbongbo igi kan) | ìdúró tuntun àkíyèsí (ìwé tuntun) |
| asán ti àkọsílẹ̀ tí a ti ná | kọ́kọ́rọ́ aláìpẹ́ fún ìfipamọ́ |
| kọ́kọ́rọ́ gbogbogbò tí a tún ṣe àtúnṣe + ìfọwọ́sowọ́pọ̀ àṣẹ ìnáwó | àkọsílẹ̀ tí a fi ìkọ̀kọ̀ sí (ọ̀rọ̀ ìkọ̀kọ̀ fún ẹni tí a gbà á) |
| zk-SNARK ti o fihan awọn ẹtọ mẹrin naa | a zk-SNARK ti o fihan pe abajade naa wa ni apẹrẹ daradara |
Pẹlupẹlu ọkan ** ifọwọsi ibuwọlu ** lori gbogbo akopọ, fifun iwontunwonsi iye (Abala 5).
Trace the privacy: the network checked the anchor, checked the nullifier was fresh, verified the proof, and verified balance. It accepted a valid payment having learned no amount, no address, and not which note was spent. Meanwhile the spent note's nullifier (its death) and Bob's new commitment (his note's birth) sit in two different public structures with no visible link between them, the severed link from Article 0.
Àpilẹ̀kọ 0 fi tọkàntọkàn ṣí àwọn ìbéèrè sílẹ̀.
| A ṣí ìṣẹ́po náà ní Àpilẹ̀kọ 0 | Ti pa nipasẹ |
|---|---|
| Báwo ni a ṣe lè ṣe àpò ìwé tí a ti dí tí kò sì ṣeé yípadà? | Àwọn ìlérí: fífi ara pamọ́ kúrò nínú àìròtẹ́lẹ̀, dídì mọ́ kúrò nínú ìdènà ìkọlù / ilẹ̀kùn ìtẹ̀ (Àwòrán 3) |
| Níbo ni àwọn kọ́kọ́rọ́ àti àwọn oúnjẹ ìkọ̀kọ̀ ti wá? | Ìsọdipúpọ̀ scalar oníṣirò pápá àti elliptic-curve (Àwòrán 1, 2) |
| Kí ni "ìgbìmọ̀" gan-an? | Igi Merkle tí ó ń fi àwọn ìlérí pàtàkì kún un; gbòǹgbò rẹ̀ ni ìdákọ́ró (Àwòrán 4) |
| Kí ló dé tí a kò fi lè so àmì ìforúkọsílẹ̀ náà mọ́ àpò rẹ̀? | Àìsí-ìparẹ́ ni àmì ìkọ̀kọ̀ tí a fi pamọ́ sí àkójọpọ̀ ọ̀tọ̀ láti ọ̀dọ̀ àwọn ìlérí (Àwòrán 2, 3, 4) |
| Báwo lo ṣe lè fi hàn pé òótọ́ ni nígbà tí o kò sì sọ ohunkóhun? | zk-SNARK lórí àyíká ìṣirò kan tí ó ń ṣàkójọ gbogbo àwọn ẹ̀tọ́ mẹ́rẹ̀ẹ̀rin (Àwòrán 5) |
| Báwo ni ẹni tí a gbà á ṣe mọ̀ pé wọ́n ti san owó fún un? | A fi àmì ìkọ̀kọ̀ náà sí àdírẹ́sì wọn; wọ́n fi kọ́kọ́rọ́ wíwo yí i padà láti viewing key (àpilẹ̀kọ yìí) |
| Báwo ni a ṣe ń fi "owo wọlé = owó jáde" sí ìkọ̀kọ̀? | Àwọn ìlérí iye oníṣe + ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ìdènà (Apá 5) |
Àdììtú tó wà ní ojú ìwé àkọ́kọ́, yẹ̀wò ohun tí o kò lè rí, ti di ohun tí kò sí mọ́ báyìí. Ẹ̀rọ náà ń ṣàyẹ̀wò ìpolongo nípa àwọn ìsọfúnni tó fara sin, kì í ṣe àwọn ìwífún fúnra wọn.
A kọ ẹkọ pẹlu ilana Sapling nitori pe pipin rẹ jẹ kedere julọ. apẹrẹ lọwọlọwọ, ** Orchard **, ṣe atunṣe dipo ki o rọpo awọn ero wọnyi:
| Sapling | Orchard | |
|---|---|---|
| Ẹyọ iṣowo | yà sọ́tọ̀ Nawo àti Output àwọn àpèjúwe | ìṣọ̀kan Àwọn ìgbésẹ̀ (olúkúlùkù ni ẹnìkan ná + ìjáde kan) |
| Ètò ìdánilójú | Groth16 (eto ti a gbẹkẹle) | Halo 2 (kò sí ètò tí a gbẹ́kẹ̀lé) |
| Àwọn ìtẹ̀ | BLS12-381 + Jubjub | Pallas / Vesta (Pasita) |
| Ààbò ìforúkọsílẹ̀ | Pedersen | Sinsemilla |
Gbogbo ero ninu nkan yi gbe lori taara; Orchard nipataki bundles ná-ati-jade papọ ati swaps ni a ẹri eto pẹlu ko si ayeye.
This is the most complete picture in the series, but still a model. We compressed the exact field encodings of a note, the precise key-derivation formulas, the re-randomization of spend keys, diversified addresses, memo fields, fee handling, the difference between value commitments and note commitments in full detail, and the precise role of each signature. We also presented one canonical flow; real transactions can carry many spends and outputs at once and may mix transparent and shielded parts. The authoritative source is the Zcash Protocol Specification. What you now hold is the correct shape; the specification fills in every measurement.
| Àkókò ìgba | Ìtumọ̀ Gẹ̀ẹ́sì lásán |
|---|---|
| Spending key | Àṣírí gbòǹgbò kan ṣoṣo tí gbogbo àwọn kọ́kọ́rọ́ olùlò ti wá |
| Viewing Key | Ṣí àwọn ìṣòwò rẹ hàn fún ẹni tó ni ín láìjẹ́ kí wọ́n náwó |
| Spend description | Apá tx kan tí ó ń gba àkọsílẹ̀ kan (ohun tí kò ní ìtumọ̀, ìdámọ̀, ẹ̀rí) |
| Output description | Apá tx kan tí ó ṣẹ̀dá àkọsílẹ̀ kan (ìdúróṣinṣin, ìkọ̀wé ìkọ̀kọ̀, ẹ̀rí) |
| Action (Orchard) | Ẹyọ kan ṣoṣo tí ó ń lo owó kan àti ìyọrísí kan papọ̀ |
| Value commitment | Ìfẹ́ Pedersen tó ní ìrísí tó jọra sí iye kan |
| Binding signature | Ibuwọlu ti o fihan pe awọn iye wa ni iwọntunwọnsi laisi ṣiṣafihan wọn |
| Anchor | Gbòǹgbò igi tí a náwó fi hàn pé ọmọ ẹgbẹ́ lòdì sí |
| Trial decryption | Olùgbàlejò kan ń dán àwọn ìlérí tuntun wò láti rí àwọn àkọsílẹ̀ tí a ṣe fún wọn |
Ṣé ilé-iṣẹ́ tẹlifíṣọ̀n rí iye owó náà tàbí ẹni tó sanwó fún ta? Rárá o, ó ṣètìlẹ́yìn fún ẹ̀rí náà, ìmúṣẹ ohun tí ó sọ ọ́ di asán, ìdásílẹ̀ náà, àti ìforúkọsílẹ̀ tí ó so mọ́ ọn.
** Kí ló dé tí mi ò fi lè ná owó náà lẹ́ẹ̀mejì? ** Nullifier. Spending ṣe atẹjade rẹ; nẹtiwọọki kọ eyikeyi nullifier ti o wa tẹlẹ ninu ṣeto nultifier. Akọsilẹ kanna nigbagbogbo n funni ni nullifer kanna.
Báwo ni a ṣe lè ṣayẹwo àròpọ̀ owó tó bá jẹ́ pé iye tí a fi pamọ́ ni? Awọn adehun iye ṣafikun homomorphically; awọn adehun iṣowo ti o ni iwontunwonsi fagile si adehun ti odo, eyiti ibuwọlu ibuwọle jẹri.
Ǹjẹ́ mo lè fi àwọn ìnáwó mi hàn fún olùṣàyẹ̀wò láì fi àṣẹ sílẹ̀? Ó máa ń fi àwọn ìgbòkègbodò rẹ hàn, ṣùgbọ́n kò lè fọwọ́ sí ìnáwó, ọpẹ́lọpẹ́ ètò ìṣàkóso tó jẹ́ ojú kan.
Ṣé Sapling ti di ohun tí kò wúlò mọ́ báyìí tí Orchard ti wà? Awọn mejeeji ti wa lori nẹtiwọọki; Orchard ni apẹrẹ lọwọlọwọ. Awọn ero ti wa ni pinpin, nitorinaa oye ọkan fun ọ ni ekeji.
Ọ̀rẹ́ rẹ̀ kan sọ pé: "Níwọ̀n bó ti jẹ́ pé ẹ̀rí tó wà nílẹ̀ kò fi bẹ́ẹ̀ hàn, olè lè sọ pé ohun tí wọ́n bá ṣe ló dáa ju ohun tí wọn bá ṣe lọ, kó sì tẹ owó lọ́fẹ̀ẹ́".
The amounts are hidden, but each is wrapped in a homomorphic value commitment, and the network adds all input commitments and subtracts all output commitments; if the hidden values didn't balance, the result would not seal to zero and no valid binding signature could be produced. The thief can hide how much, but cannot make unbalanced values pass the balance check, so printing free money is impossible without revealing nothing yet still being caught by the arithmetic.
O ti rìnrìn àjò báyìí láti inú ìdàrúdàpọ̀ kan ṣoṣo lọ sí ìsanwó tí kò ṣe tàwọn ẹlòmíràn:
From here, the natural next arc goes deeper: the inner workings of Groth16 and Halo 2, trusted-setup ceremonies, the Sapling and Orchard circuits in detail, key derivation and diversified addresses, and the protocol's evolution across network upgrades. But the foundation is now in place, and every one of those topics has a home to attach to.