Taxa用可信硬件构建Layer2链下网络,兼顾高性能和隐私保护

2021的重点更多会放在生态上:引入dApp开发者,开放对矿工节点/矿池的支持。以及启动相应的激励计划。整理|秦晓峰编辑|郝方舟出品|Odaily星球日报伴随着DeFi的兴起,以太坊的性能弊端暴露无遗,各类扩容解决方案也受到市场关注。早在2018年,Odaily星球日报就接触了一家名为TaxaNetwork的Layer2解

  2021的重点更多会放在生态上:引入dApp开发者,开放对矿工节点/矿池的支持。以及启动相应的激励计划。

  整理 | 秦晓峰

  编辑 | 郝方舟

  出品 | Odaily星球日报

  Taxa用可信硬件构建Layer2链下网络,兼顾高性能和隐私保护

  伴随着 DeFi 的兴起,以太坊的性能弊端暴露无遗,各类扩容解决方案也受到市场关注。

  早在 2018 年,Odaily星球日报就接触了一家名为 Taxa Network 的 Layer2 解决方案。Taxa Network 把智能合约的执行由链上变为链下,并引入可信计算技术,实现了高性能,强隐私的智能合约。

  4 月 13 日下午,Taxa Network 联合创始人 TF Guo 做客超话社区,详解 Taxa 如何用可信硬件构建layer2链下网络,解决性能和隐私痛点。

  TF Guo 介绍了过去两年 Taxa 在技术、研发方面的最新进展:

  2020年launch了测试网及Alpha版主网,目前已经支持单次请求8MB数据量和30秒执行时间的tService运行在Taxa Network上(百倍于链上合约的时间和空间资源)。发布Pyxa,一套在安全和隐私方面实现了诸多改进,移植于TEE的Python执行环境,并支持了数学运算,密码学和区块链相关的Python库。可以让用户像开发web服务一样开发tService。我们发布了客户端SDK,允许用户使用开发者友好的环境编写dApps并与Taxa Network交互。

  “2021年,产品上我们将加入更多对跨链功能的支持(如整合Polkadot),引入更多的开发者工具(如Web3 SDK,支持基于浏览器的tService),并持续在功能维度对tService进行垂直扩展(完成更多Python库的移植,支持更多使用场景)。而2021的重点更多会放在生态上:引入dApp开发者,开放对矿工节点/矿池的支持。以及启动相应的激励计划。”TF Guo 表示。

  Odaily星球日报:Taxa应该算是Odaily星球日报的老朋友了,早在2018年就入局如今大火的Layer2赛道。鉴于很多用户对Taxa并不熟悉,先请您给我们详细介绍一下项目(成立背景、定位、宗旨等)。

  TF Guo:Taxa Network是具备TEE(可信执行环境)、兼容多个区块链平台的基础架构。可实现高性能、隐私保护、开发者友好的智能合约,即Taxa可信服务(Trusted Services, 简称tServices)。Taxa Network的定位,是区块链分层设计中的中间件组件。

  Taxa提供的核心价值是:

  性能:以太坊的“世界计算机”概念深入人心,但“计算”其实是区块链非常不擅长的一件事。共识机制需要所有节点执行同样的运算,使得链上的时间和空间资源非常昂贵。任何复杂的业务逻辑和运算,任何的批量数据输入,都会导致高昂的gas,甚至不可能完成。(想象一下,如同我们用今天的web后端服务具备的时间和空间资源来要求智能合约)隐私:隐私其实是个和区块链设计理念背道而驰的功能。区块链是为了透明性(transparency)而设计的,而非隐私性(confidentiality)。这同样是因为共识机制,所有的状态必须在整个网络或shard复制。难以保证隐私。

  Taxa Network的设计理念是,把智能合约的业务逻辑放在链下执行,实现高性能,隐私保护的tService。只有当tService需要生成最终的状态转换时,才需要生成链上交易。Taxa Network和区块链的关系,类似“后端”和“数据库”的关系。

  Odaily星球日报:Taxa的定位是帮助公链带来更多的落地应用,但从目前来看,落地最好的应该算是联盟链。Taxa有考虑过改变方向吗,为什么?您对未来公链落地前景如何看待?

  TF Guo:首先,DeFi和NFT,在我们看来就是公有链领域的落地应用。公有链瞄准的并不仅是旧的应用场景,而是创造全新的需求和场景。企业应用和联盟链是用新技术解决旧问题;公有链是新技术解决新问题。

  其次,Taxa并不局限于任何一类区块链,目前只要支持验证ECDSA签名的区块链,都可以和tService通信。在企业应用场景,Taxa还支持公有云(Azure)快捷部署可信计算节点,提供可编程的可信计算服务。

  总结一下,公有链和联盟链面向完全不同的应用场景。通过底层架构的创新带来新的公有链应用,是Taxa未来最看好的方向。

  Odaily星球日报:由于以太坊的性能问题越来越突出,目前 Layer2 概念大热,涌现出大量的解决方案,包括路印、Matic、OMG等等。与这些竞品相比,Taxa有哪些差异化的优势?

  TF Guo:大部分Layer 2面向的是链上交易,将交易处理迁移至链下,提升区块链网络的性能,而Taxa是专注于提升智能合约本身的性能及隐私。

  把“状态转换”过程放到链下TEE中,而只把最终的状态转换结果写回链上,这个和其它Layer 2项目过程一致。但设计目标不同,Taxa是为了提升整个区块链架构的可开发性、隐私计算性能而产生的,是对Layer 2重大且亟需的扩展。

  Odaily星球日报:Taxa的一大亮点是通过可信计算(TEE)进行隐私保护,能否介绍其具体实现手段?

  TF Guo:TEE技术解决的是隐私计算问题:如何把隐私数据交给你不信任的人运算,还能保证包括运算提供者在内的人无法窃取隐私,并且证明对方诚实的执行了代码,诚实的反馈了正确结果?(在链上的智能合约,共识机制可以保证后两点,但会牺牲隐私和性能)

  如果用一个词来概括这个技术,就是“隔离”。我们通过建立一个硬件层面完全封闭的环境,来确保执行流程的保密及不可干扰。如果你把一个节点想象成一个屋子,那么TEE技术实现的是屋子里创造一个保险柜 (”enclave”)。即便是房子的主人,也无法读取保险柜里面正在运算的机密数据,或者干涉运算的过程。It’s sealed against the owner.

  用户可以和保险柜直接建立一个加密的链接(原理类似我们常用的HTTPS),而节点作为用户和enclave的中间人,无法获得任何明文信息。同时,我们有一个叫做“attestation协议”的流程,可以确保用户是在和一个可信环境而不是模拟器在通信(原理类似你可以在HTTPS中确定你在上真的淘宝而不是伪造的),也可以确保可信环境中跑的是你想要的代码。

  总结一下:通过对TEE的使用,Taxa可以做到1)验证节点运行的是完好的TEE环境(而非模拟器)。2)节点作为运算提供者,无法读取用户提交的隐私数据。3)节点无法篡改运算过程及结果。4)用户可验证节点执行的就是自己想要的代码。

  Odaily星球日报:关于隐私保护,目前业内提到最多的一种解决方案应该是零知识证明。Taxa所使用TEE与零知识证明相比,有哪些异同和创新点吗?

  TF Guo:我们从隐私性、运算性能、可开发性、信任假设等几个指标来对比ZK和TEE技术。

  二者都属于隐私计算领域的技术,都具备隐私保护功能。

  ZK在区块链隐私问题中最常见的应用zk-SNARKs,特点是证明者和验证者无需交互、轻量级的验证,适合于验证链上交易这种相对固定的运算逻辑。但如果把ZK用于通用型计算,引入图灵完备的开发语言,那么性能便难以兼顾。

  区块链常用的ZK实现如Groth16,每执行一个新的运算逻辑都需要经过“可信设置”(Trusted Setup)初始化证明电路。此流程消耗大量运算资源,和逻辑的复杂性正相关。为了避免被单一参与方操纵,通常会进行一个多方参与的“仪式”来完成可信设置。无需可信设置的ZK协议仍处于早期,同样伴随着较大的型能开销。

  TEE技术,以SGX为例,优点是兼顾隐私运算性能和可开发性。TEE的原理很直观,制造一个硬件层面隔离的环境(“enclave”),用户首先验证环境的完整性(“remote attestation协议”),接着和enclave建立加密通信并且输入隐私数据,执行enclave中的运算代码(对Taxa节点而言,指的是Pyxa引擎及其加载的tServices代码)。而运算本身,是用CPU原生的指令集完成的。为实现隐私而额外付出的性能开销极小。

  具体测试数据可参考Taxa网站上的白皮书,和直接执行原生代码的运算效率几乎在同一量级。

  总结一下,ZK能够保证隐私,并且保证只基于数学的信任假设,挑战在于兼顾性能和可开发性。适合用于保护交易隐私。TEE能够最好地兼顾隐私、性能、可开发性,但要引入额外的信任假设。适合高性能,高可开发性的通用型隐私计算。两种技术没有优劣之分,各有适用场景。

  Odaily星球日报:听了您对Taxa性能和隐私保护的介绍,我想大家最好奇的问题莫过于,Taxa究竟可以在哪些场景应用,能否请您详细介绍一下?

  TF Guo:tService的高性能,强隐私可以带来很多的dApp可能性:

  通用类的隐私合约:

  百万富翁问题,“Hello World”版tService (https://docs.taxa.network/getting-started ):姚期智教授提出的隐私计算问题,两个人比一比谁的身价更高,但不会泄漏每个人具体的身价。只需十几行代码。“查找共同联系人”,进阶版tService:两个人将私有通信录输入tService,利用tService的隐私和数据处理能力,找到共同好友且不泄漏其它信息,无需中间人。“ETHtorrent”(https://devpost.com/software/ethtorrent ):使用了tService的匹配BT种子源和下载者,使得种子源无法被全部看到,保护多方隐私。

  GameFi:

  “囚徒博弈”(https://devpost.com/software/sweepstake):交互式+隐私保护的囚徒博弈游戏。多人扑克类游戏:信息非对称类游戏在链上实现通常较为复杂。而Taxa Network的隐私和交互式设计将为GameFi领域带来新的可能性。

  DeFi应用(即将放出详细介绍):

  混币器:类似tornado.cash的混币应用。相比基于零知识证明的实现,tService支持更加复杂的混币逻辑,且无需“可信设置仪式”。Token原子交换:tService作为一个可信第三方,可实现包括NFT在内的跨链资产的原子交换。钱包应用:TEE可以管理密钥,允许用户通过更加友好的方式管理钱包,同时不会失去对钱包密钥的所有权。

  企业领域:

  协作计算:在密封环境中基于各种数据源进行分析/人工智能,而不会造成数据泄漏。供应链:允许内部和外部客户对您的供应链活动进行可追溯和可修改的日志。身份验证:仅将敏感的身份数据和凭据授权给受信任方可证明的用途。数字版权管理:将数字财产(如敏感数据)的所有权和使用权分开。

  Odaily星球日报:如今去中心化金融(DeFi)蓬勃发展,Taxa 对未来去中心化应用有哪些设想?

  TF Guo:除了上述那些应用,我们相信未来的dApp会更多的采用分层架构,将状态与逻辑分离。Layer1将专注实现可扩展性,并存储不可篡改,永久存在的状态;而Layer2将实现前者不擅长的功能,如高性能,强隐私的业务逻辑。

  Taxa的愿景和Web3的发展也是紧密相连的,“去中心化互联网”的理念:让每一个人真正掌握自己信息和资产的所有权,已深入人心。以太坊提供了基础的经济体系和价值传输系统。一些先驱项目如IPFS,已经实现了去中心化的静态内容分发。而Web3还有另一块基石是缺失的:动态服务应用。现在的web3生态就如同互联网早期,我们已经有了HTTP和FTP,有了HTML。但web应用的爆发,是在Apache/PHP等技术兴起后才出现的。Taxa Network的目标,便是成为web3服务的基础架构,为更多杀手级的去中心化应用提供架构基础。

  Odaily星球日报:过去两年,Taxa在技术、研发方面有哪些新的进展?2021年有哪些新的规划?

  TF Guo:我们已经在2020年launch了测试网及Alpha版主网,目前已经支持单次请求8MB数据量和30秒执行时间的tService运行在Taxa Network上(百倍于链上合约的时间和空间资源)。

  我们发布了Pyxa,一套在安全和隐私方面实现了诸多改进,移植于TEE的Python执行环境,并支持了数学运算,密码学和区块链相关的Python库。可以让用户像开发web服务一样开发tService。

  我们发布了客户端SDK,允许用户使用开发者友好的环境编写dApps并与Taxa Network交互。

  2021年,产品上我们将加入更多对跨链功能的支持(如整合Polkadot),引入更多的开发者工具(如Web3 SDK,支持基于浏览器的tService),并持续在功能维度对tService进行垂直扩展(完成更多Python库的移植,支持更多使用场景)。

  而2021的重点更多会放在生态上:引入dApp开发者,开放对矿工节点/矿池的支持。以及启动相应的激励计划。

  Odaily星球日报:能否介绍下的Taxa治理代币TXT及其经济模型?TXT在项目生态中的应用场景和价值体现是什么?能否介绍一些TXT未来上所计划?

  TF Guo:Taxa Token(TXT),是一种跨链资产,可通过bridge在链之间转换。token作用:

  1)对节点运营商的挖矿奖励。2)节点staking,同时用于管理节点行为和服务质量的押金。3)tServices的价值交换媒介,可作为基于不同区块链上的dApps的通用代币。

  上所具体安排将近期在官方渠道发布。

  Odaily星球日报:对于开发者以及矿工,Taxa将采取哪些激励措施?

  TF Guo:将有一系列计划来培养Taxa的开发者和矿工社区。 Taxa开发者激励计划将奖励开发者启用Taxa平台进行开发,而Taxa矿工激励计划将使运营Taxa节点的矿工获得Taxa代币。详情请关注我们blog:。

  Odaily星球日报:目前Taxa获得了哪些机构投资?有哪些应用以及合作伙伴?

  TF Guo:投资人代表(A-Z):Alpha币基金/ Amino资本/ BA资本/ BAI /链基金/ FBG资本/ FreeS基金/ GBIC / IOSG Ventures / LinkVC / Nirvana资本/ Node资本/ UpHonest资本/ WXY Group / ZMT资本

  生态合作:Taxa与ETHGlobal、Polkadot、Nervos等多个一流区块链项目多次合作了开发者社区活动,并与一系列优秀Layer 1 项目建立了生态伙伴关系。

  Odaily星球日报:关于Taxa团队,我们了解到您本人从16岁起变成为白帽子黑客,2014年入局区块链行业。能否详细介绍一下您和其他创始成员的背景情况?

  TF Guo:先说说这个项目是怎么开始的。

  从高中开始,一直在研究安全。在2013年接触比特币之前,曾在DEFCON黑客大会上接触过密码朋克cypherpunk们的文化,某人的一句话印象给我非常深:公钥加密算法,能“坚如磐石”的确保我们对虚拟资产的拥有权,而无需任何中心化的权威承认。

  所以看到比特币和区块链我马上就喜欢上了,眼看着上面那句话被应验。而且,一步步看着它的价值被承认。

  而以太坊通过智能合约让这个世界多了一个维度:规则。带来了全新的应用。第一次见到了通过技术手段,无需可信第三方来建立信任的途径。

  而这和我做的安全其实是一脉相承的:我们检测漏洞和恶意软件的技术,其实为的也是让用户能够通过某个认证,来放心的使用一个软件或服务。本质上,都是在降低建立信任的成本。

  然而没有隐私的信任,能做的事情便受到局限,技术的广泛应用还差很多基础架构的功能补充。Taxa Network是出发于我对安全技术的理解。用可信计算技术带给区块链架构的补足。

  现在的Taxa是一个全球分布式的团队,由连续创业者、研究员、工程师、品牌传播和运营专业人士组成,拥有安全和科技公司的行业经验,如Palo Alto Networks、Symantec、Amazon、VMWare、Splunk、Dell等,及一流的教育背景,如斯坦福大学、加州大学伯克利分校、哥伦比亚大学等。这其中有精通SGX的C/C++大牛,有在一线云厂商工作过多年的架构专家,有在Youtube开直播频道写代码的极客,有精通Python底层的资深开发者,有精通隐私计算和密码学的安全专家,也有14年起在硅谷布道比特币时认识的志同道合的区块链创业者。

  社群提问 1:Taxa需要矿机做隐私计算吗?或者进行pow挖矿嘛?

  TF Guo:Taxa是使用CPU挖矿。和提供hash power的PoW不同,Taxa Token是通过执行有意义的运算(即:运行tService)来获取token的。目前市面上已有不少TEE项目挖矿模式的先例,比如Chainlink的Linkpool。

  社群提问 2:Taxa的智能合约是用什么语言写的?Python?

  TF Guo:是的,我们移植了一套在安全和隐私方面实现了诸多改进,移植于TEE的Python环境 – Pyxa,Python的优势在于功能,可以通过持续扩充第三方库(如密码学,区块链相关的库)来扩展tService支持的应用场景。

  社群提问 3:公链的赛道目前过于拥挤,而社区的增长程度不及公链数量,请问如何在这激烈的公链大战获得社区(开发者&用户&投资者)的青睐?

  TF Guo:Taxa并非公链,而是兼容多种架构的layer2。我们和公链并非竞争关系,而是合作关系。通过分层架构,Taxa Network会和公链共建生态。

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