Zcash新节点内幕：瞄准Visa级隐私保护，每秒处理5万笔交易

那些重建Zcash的人们怀揣一个梦想：处理每秒数万笔支付，同时保持完全可验证性和强大的隐私保障，与全球支付巨头Visa和Mastercard一较高下。 该计划的第一部分便是Zakura——一款于周三发布的1.0.0版本全新全节点软件。它由Zcash零知识密码学创始成员Sean Bowe和Osmosis联合创始人（现任Valar Group负责人）Dev Ojha共同维护。两个团队均由私人ZEC捐赠资助，而非公司或基金会。 “我们的梦想是支撑全球支付。Mastercard和Visa每秒处理超过5万笔交易；这只是我们的基准。以Zcash现有的密码学，要实现这一规模，节点需要超过500 MB/s的吞吐量。”一篇博客文章写道，“当前的架构无法满足需求。我们团队正在开发的密码学将大幅缩小这一差距。” 全节点是维护区块链完整副本的程序（此处即Zcash账本），并独立检查每笔交易是否符合网络规则。Zakura源自Zcash基金会的节点软件Zebra——这意味着它从基金会的官方代码起步，并在此基础上进行了重建。 共识规则是所有节点共同遵守的规则手册，它决定整个网络接受哪些区块和交易为有效。若某个节点应用不同规则，便会分叉，不再跟随与其他节点相同的链。 Zakura还支持修剪——即删除节点不再需要的旧区块链数据——从而大幅减少磁盘占用。团队发布了已修剪的链副本（约11GB），新节点可直接下载，无需逐块从其他节点拉取全部历史数据。这使得节点从零到运行仅需不到两分钟，团队称这是“680倍的加速”。 此外，兼容模式可复现原始客户端zcashd的接口（zcashd将于7月18日停止支持），因此基于它构建的钱包和交易所集成无需改动即可继续工作。 构建这一节点的原因在于算术。Mastercard和Visa每秒处理超过5万笔交易，团队称该数字是“基准，而非目标”。Zcash当前的密码学要求节点每秒接收并验证超过500 MB的数据才能跟上，因为每笔私有交易都附带一个证明，而证明体积庞大。这相当于每10秒就有整整一张DVD的数据持续涌入，而现有Zcash软件远未达到这一速度。但缺失的环节正是每个瓶颈存在的根源。 Bowe的Project Tachyon通过递归证明应对这一挑战：一个证明可验证数千笔其他证明的有效性，从而大幅减少共识层需要检查的数据量。在Tachyon下，节点仅需验证一个证明而非数千个，团队称这将共识数据需求从每秒100 MB降低至每秒500 MB——他们认为通过精心工程可实现。 钱包则面临不同的问题。由于Zcash隐藏了交易接收方，钱包无法在不暴露自身的情况下向服务器询问哪些交易属于自己。它必须拉取所有交易并逐一测试，因此钱包软件最高每秒只能处理约一笔交易。为消除这一瓶颈，Valar Group正在研究私有信息检索技术，让钱包从服务器获取自己的数据，而服务器无法得知哪些条目被请求。 快速区块传播意味着尽可能快地在区块链网络中广播新挖出的区块。Zakura正是负责这一任务的软件层。它必须足够快地在节点间传递新区块，以支撑高吞吐量的证明和钱包流量。它附带一个实验性系统，目标是在半秒内将所有区块传递到每个节点，目前默认关闭。 这些想法的近期测试将在7月下旬到来。Ironwood（正式名称为NU6.3）将于区块3,428,143（美国东部时间7月28日约上午8点）在主网激活，Zakura从发布起即支持。Bowe于7月10日表示，所有主要组织都已承诺在该高度升级，比原计划晚了一周，因为交易所和钱包提供商需要准备时间。 Ironwood的存在源于6月一个几乎摧毁Zcash的漏洞。所谓的“屏蔽池”是网络的隐私侧，金额和参与者被隐藏，零知识证明则作为数学工作的证据。5月29日，Shielded Labs研究员Taylor Hornby发现，最新屏蔽池Orchard的证明电路存在一个可靠性缺陷，攻击者可以凭空铸造假ZEC且链上无迹可寻。该漏洞自2022年5月Orchard激活以来一直存在。 开发者于6月2日通过紧急响应禁用了Orchard，随后在6月3日通过NU6.2硬分叉（区块3,364,600）用修正后的电路恢复了Orchard。补丁无法弥补漏洞长达四年的开放期。零知识证明除了验证通过的信息外不透露任何内容，因此链上没有记录任何Orchard交易转移了什么，且无人能证明假ZEC从未被创建。 Ironwood正是为此而构建。它在池边界设置了一个名为“旋转门”的机制，限制资金进出——利用ZEC进出屏蔽池时金额公开（即使内部交易隐藏）的特性。将Orchard封闭后，新存款无法进入，旋转门成为唯一出口，任何假币都被困在池内。简单来说，诚实余额可以随时间迁移出去，而假币则无法完全退出并进入流通供应。这种设置将任何试图增加的供应限制在边界处，恢复了代币供应的可靠性。