深度解析ZEC与BTC:那些相似,那些不同

互联网+ 雷盈 · 未央网 2016-11-07

随着Zcash的正式推出(及其周围的投机行为),你可能会好奇这所谓的“第一种真正匿名的数字货币”究竟拥有怎样的运行机制。

解释zcash的概念时,照搬文献会令人费解,因此我们不妨将zcash与比特币等已被大家熟知的数字货币进行对比,从不同维度解释Zcash的原理。

一、算法原理

1.1 同源不同性

Zcash的代码是基于比特币0.11.2版代码修改的。代码修改前后的差异在宏观上主要体现在两者匿名性的区别。

(一)比特币的匿名性

比特币用户可以拥有任意多个比特币地址,并且这些地址与其真实身份也没有任何联系,因而具有一定匿名性。但是越来越多的研究表明,这样的保护措施是不够的。如果通过一些社会工程学手段,使得某个比特币钱包的物理地址(如IP地址)暴露,再配以大数据分析,那么,资金的来龙去脉与关系网将无从遁形。可以举个例子证明这一点:通过对美国在线(AOL)2006年8月公布的2000万匿名搜索查询记录的分析,《纽约书包》发现数据库中的4417749号样本代表的是佐治亚州的一名妇女。因此比特币的匿名其实是一种“伪匿名”。

(二)Zcash的匿名性

Zcash运用了”零知识证明”(下文会解释零知识证明)这一密码学原理,在区块链记录中隐藏了交易者的所有信息,包括交易双方的地址和交易的金额。因此即使获取到了某钱包地址所对应的IP,也无法追溯整个交易链。

1.2 零知识证明

零知识证明 (被称为“zk-SNARK”)是实现Zcash的匿名特性的核心技术。“零知识证明”的定义是:证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下,使验证者相信某个论断是正确的。举个简单的例子:

(一)A要向B证明自己拥有某个房间的钥匙,假设该房间只能用钥匙打开锁,而其他任何方法都打不开。这时有2个方法: A把钥匙出示给B,B用这把钥匙打开该房间的锁,从而证明A拥有该房间的正确的钥匙。

(二)B确定该房间内有某一物体,A用自己拥有的钥匙打开该房间的门,然后把物体拿出来出示给B,从而证明自己确实拥有该房间的钥匙。

后面这个方法属于零知识证明。好处在于在整个证明的过程中,B始终不能看到钥匙的样子,从而避免了钥匙的泄露。

1.3 匿名的实现

在实际操作中,我们该怎样通过“零知识证明”的原理来设计一个交易过程使得交易信息被完全隐匿呢?

假设现在有这样一笔交易:A转10个币给B。此时涉及的信息有两方面:地址和金额。对此我们分别讨论。

(一)地址

将(1.2)中的例子类比到数字货币的交易,不考虑交易金额,可以有以下两种方法:

方法1:从地址A发送币到地址B

方法2:从地址A发送币到一个混合容器中,再将这些币发送到地址B,或者从该容器出发经过另外几个混合容器最终发送到地址B,并且在发送时间上可以设置一定的延迟。

比特币的地址传输方式类似方法1,从地址A到地址B的过程可以在区块链上查到

Zcash的地址传输方式类似方法2,即交易的来源于去向无从考证。

(二)金额

同理类比,且不考虑发送地址这一信息。

方法1:A转给B 10个币

方法2:A将自己的10个币分成若干份随机投入一系列“混合容器”中,同时混入的还有

其他交易方输出的币,这些币(总值>10)又被混合容器随机拆分,再从这些被拆分生成的

总币块中取出合计金额为10的若干块,转移到交易方B。


·比特币交易过程同方法1:在区块链上可以直接找到具体金额信息;

·Zcash的交易过程同方法2:经过“混币”这一过程,使得交易金额无法被获知。


综上所述,Zcash在区块链中设置了一个“公有链”,作用好比前文例子中的“混合容器”,通过一系列“混合容器”的“搅拌”,使得包括交易地址和具体金额在内的交易信息变得无从考证。

1.4 比特币与zcash的技术对比


二、发行与奖励

2.1 类比特币的发行模式

Zcash的代币供应模式与比特币极其相似——同样拥有一种固定的和已知的的发行模式,大约每4年产量就会产量减半一次。并且,Zcash(ZEC)和比特币(BTC)一样,其最大供应量也是2100万。

2.2 慢挖矿机制

与比特币不同的是,ZEC的平均区块时间为2.5分钟,并且zcash采用了慢慢开始挖矿机制,前20000个块的奖励比较少,线程递增到12.5个币。慢慢开始挖矿阶段也分2个阶段:

(1) 前10000个块,块1的奖励是0.000625币,随着高度线性递增,增加幅度是0.000625币,块9999的奖励是6.249375币。

(2) 块10000~19999, 块10000的奖励是6.250625,随着高度线性递增,增加幅度是0.000625币,块19999的奖励是12.5币。

前20000个块的奖励总量是125000币,相当于10000个块奖励是12.5个币的总量。产生10000个块需要的时间大约是17.3天,缓慢挖矿的时间周期(20000个块,大约是34.7天。

正常块奖励从块20000开始,奖励是12.5个币,奖励按照每840000个块(每4年)减半,计算块奖励时块高度减少10000,即940000块是第一次减半,每隔840000个块减半,以此类推。

2.3 创始人奖励

Zcash是由一个公开团队和公司(Zcash电子货币公司),还有很多有名的员工,顾问和投资者共同创建的。作为公司股权以外的额外激励,一些团队成员也还将在未来的挖矿过程中获得一部分未来的ZEC区块奖励。

前4年(区块0~840000)产生的区块奖励的20%归zcash公司(总量的10%),80%归矿工。4年后的区块奖励全部归矿工。

2.4 发行机制对比


三、ICO

这里要引入一个“ICO”的概念。

ICO,全称Initial Coin Offering,是国际上数字货币/区块链社区的产物。该定义由IPO引申过来的,将其中的P改为C,可以解释为为“首次公开币发行”。ICOs(Initial Coin Offerings)是一种投资加密货币项目的方式。通常,一些全新的加密货币项目会通过ICO售卖部分平台代币,而这些代币的早期持有者和爱好者有朝一日可以将代币换成钱。ICOs是加密货币项目创始人为平台运作募集资金的最好方式,大部分ICOs都以比特币或其竞争币的形式募资。

大多数数字货币在二级市场流通之前都会有一轮ICO,但是Zcash并没有跟风当下数字货币圈内盛行的“ICO”规则,其仍采用了经典的POW分配方式。POW全称Proof of Work,翻译为工作证明,意思是说你获得多少货币,取决于你挖矿贡献的有效工作。

四、两种不同的声音

4.1 支持

早在9月份Zcash未诞生时,就有交易所推出了Zcash期货合约,其代币从最低点127元(0.027 BTC)上升至发稿时的9680.95元(1.877BTC)(数据采自比特儿),上涨近7620%,证明投资者对Zcash的热情非常之高。

炒作的背后是当前区块链整体概念的火热以及对Zcash的技术潜力的看好。匿名性是对于资金交易至关重要,Zcash解决了这一问题,自然备受推崇。

4.2 质疑

虽然Zcash目前看似非常地火热,但一些市场观察者表示,该货币可能面临障碍,使用零知识证明的数字货币可能会面临很多挑战。例如,这种数字货币的证明信息非常庞大,它们需花费大量的CPU来签署交易,这就导致了其区块链的可扩展性面临着巨大的挑战。

其次,匿名货币会带来监管问题,倘若有不法分子将该手段用于赌博、贩毒、洗钱等违法行为,那将无法被追踪到,会造成一系列的社会问题。

五、zcash的市场情况


截至2016年11月4日14:30左右,zcash的在各个平台上的市价以及成交量如上图所示。(数据来源:zcashfans)

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