Chi tiết về Singularity: Giao dịch riêng tư trên blockchain minh bạch

2024.03.01

Chia sẻ đến

Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow

Chi tiết về Singularity: Giao dịch riêng tư trên blockchain minh bạch

Hy vọng rằng Singularity sẽ trở thành người dẫn đầu tiếp theo trong lĩnh vực riêng tư ZK tại thị trường ngầm (dark pool) khi tuân thủ quy định.

2024.03.01 - 07:49:13

Singularity

Chuyên sâu báo cáo Web3

Hy vọng rằng Singularity sẽ trở thành người dẫn đầu tiếp theo trong lĩnh vực riêng tư ZK tại thị trường ngầm (dark pool) khi tuân thủ quy định.

Tác giả: Oliver, Andy, Howe

1. Mở đầu

Năm 1969, hình thức giao dịch trên thị trường tài chính vẫn còn dừng lại ở các sàn giao dịch truyền thống. Khi đó, công nghệ máy tính chưa phát triển đầy đủ; các nhà giao dịch phải dựa vào việc hét to để truyền đạt lệnh giao dịch. Phương thức giao dịch kém hiệu quả và thiếu riêng tư này khiến các nhà đầu tư tổ chức gặp khó khăn trong việc thực hiện các giao dịch lớn mà không làm biến động thị trường. Instinet, do Jerome Pustilnik sáng lập, ra đời như một giải pháp cho vấn đề này. Instinet cung cấp một nền tảng giao dịch điện tử cho phép nhà đầu tư đặt lệnh ẩn danh, đồng thời tự động khớp lệnh giữa người mua và người bán. Mô hình này không chỉ nâng cao hiệu quả giao dịch mà còn đảm bảo tính bảo mật, ngăn ngừa tác động lên giá cả cũng như rò rỉ thông tin.

Ngày nay, sự tiến bộ về công nghệ đã mang đến sự ra đời của blockchain — một đổi mới cách mạng, mở ra mức độ minh bạch và an toàn chưa từng có trong giao dịch tài chính. Tuy nhiên, dù tính công khai và bất biến của blockchain mang lại nhiều lợi ích cho thị trường, nó cũng đặt ra thách thức mới đối với các nhà giao dịch lớn. Trên sổ cái công khai của blockchain, mọi giao dịch đều hiển thị trước tất cả người tham gia, điều này khiến các nhà giao dịch lớn khó duy trì tính ẩn danh khi thực hiện giao dịch. Các nền tảng giao dịch truyền thống không thể hoàn toàn bảo vệ quyền riêng tư của người dùng; việc tiết lộ đơn hàng lớn có thể gây biến động giá, ảnh hưởng đến hiệu suất và chi phí giao dịch. Ngoài ra, sự bất định về quy định pháp lý và tính thiếu minh bạch của thị trường cũng làm tăng thêm rủi ro cho nhà đầu tư.

Báo cáo này sẽ thảo luận về dark pool (bể giao dịch tối) trên blockchain như một giải pháp đổi mới, làm thế nào công nghệ bảo mật tiên tiến và cơ chế giao dịch tự động hóa có thể tạo ra môi trường giao dịch an toàn và hiệu quả hơn cho thị trường tiền mã hóa; cũng như Singularity sử dụng FHE (mã hóa đồng cấu toàn phần), ZKP (chứng minh không kiến thức) và các công nghệ khác để xây dựng một nền tảng giao dịch phi tập trung vừa riêng tư vừa tuân thủ quy định dành cho các nhà đầu tư lớn.

2. Dark Pool là gì?

Dark pool (bể giao dịch tối) trong thị trường tài chính truyền thống là những sàn giao dịch tư nhân không công bố thông tin giao dịch, nơi cho phép nhà đầu tư thực hiện giao dịch khối lượng lớn mà không tiết lộ ý định giao dịch của họ. Giao dịch qua dark pool lần đầu xuất hiện tại Mỹ, phổ biến chủ yếu do nhu cầu ngày càng tăng về sáp nhập, mua lại và chuyển nhượng cổ phần lớn. Theo đà phát triển của thị trường tài chính, vai trò của dark pool ngày càng nổi bật trong các lĩnh vực như cổ phiếu, trái phiếu, ngoại hối... đặc biệt khi giao dịch tần suất cao (HFT) và giao dịch thuật toán trở thành xu hướng chủ đạo. Theo thống kê, tỷ trọng giao dịch qua dark pool trên thị trường chứng khoán hiện đạt từ 30% đến 50%, đóng vai trò quan trọng trong thanh khoản thị trường.

Trong thị trường tiền mã hóa, cùng với sự gia tăng của nhóm nhà đầu tư lớn, nhu cầu giao dịch khối lượng lớn tiếp tục tăng mạnh. Những đơn hàng lớn này có ảnh hưởng đáng kể đến thị trường, đôi khi thậm chí có thể gây xáo trộn. Để tránh rủi ro này, nhiều nhà giao dịch chuyển sang thị trường OTC hoặc các nhóm Telegram để thực hiện giao dịch. Theo dữ liệu từ sàn Kraken năm 2020, kể từ năm 2018, khối lượng giao dịch OTC toàn cầu đã tăng vọt gấp 20 lần, đạt trung bình khoảng 300 tỷ USD mỗi ngày, chiếm gần 70% tổng khối lượng giao dịch tiền mã hóa. Tuy nhiên, thị trường OTC cũng đối mặt với các vấn đề như thanh khoản thấp và thiếu giám sát. Để giải quyết thách thức này, dark pool được giới thiệu như một giải pháp nhằm cung cấp môi trường giao dịch ổn định và riêng tư hơn.

Dưới đây là những điểm chính về dark pool:

Quyền riêng tư và bảo mật: Dark pool cho phép nhà giao dịch thực hiện giao dịch ẩn danh, bảo vệ danh tính và quy mô đơn hàng khỏi bị tiết lộ ra thị trường công khai cho đến khi giao dịch hoàn tất.
Giảm tác động thị trường: Dark pool giúp các tổ chức lớn thực hiện đơn hàng lớn mà không gây biến động giá đáng kể trên thị trường công khai, giảm thiểu tác động thị trường và trượt giá (slippage).
Bảo vệ chiến lược giao dịch: Giao dịch qua dark pool giúp bảo vệ chiến lược của nhà giao dịch không bị lộ, tránh bị khai thác bởi MEV, sao chép giao dịch hoặc các hình thức arbitrage thống kê.
Thanh khoản và cải thiện giá: Dark pool cung cấp thanh khoản bổ sung bằng cách kết nối người mua và người bán mà có thể không tìm thấy đối tác trên sàn giao dịch truyền thống, từ đó có thể mang lại lợi ích về giá, đặc biệt với giao dịch khối lượng lớn.
Giám sát pháp lý: Dark pool chịu sự giám sát của cơ quan quản lý, phòng ngừa truy cập bất công bằng, giao dịch nội gián hay thao túng thị trường. Tuy nhiên, đối với nhiều dark pool, mô hình quản lý tập trung vẫn tiềm ẩn rủi ro về an ninh, độ tin cậy và khả năng lạm dụng dữ liệu cá nhân. Trong lịch sử, đã có nhiều vụ vi phạm nguyên tắc tin cậy bởi các dark pool tập trung và bị xử phạt.

Công nghệ bảo mật cốt lõi

Dark pool là một nhánh trong lĩnh vực bảo mật, tích hợp các công nghệ tăng cường riêng tư (PET) như Chứng minh không kiến thức (ZKP), Tính toán đa bên (MPC) và Mã hóa đồng cấu toàn phần (FHE) để đưa yếu tố riêng tư vào kiến trúc nền tảng.

▪ Chứng minh không kiến thức (Zero Knowledge Proof, ZKP)

Công nghệ ZKP cho phép người chứng minh chứng thực tính đúng đắn của một tuyên bố mà không tiết lộ bất kỳ thông tin cụ thể nào cho người xác minh. Công nghệ này đặc biệt quan trọng trong các giải pháp mở rộng lớp 2 Ethereum như ZK Rollup, nơi dữ liệu giao dịch được nén thành một bằng chứng ZK ngắn gọn rồi gửi lên mạng chính. Bằng chứng này chiếm rất ít dung lượng lưu trữ nhưng vẫn bảo vệ tính riêng tư của thông tin giao dịch, thể hiện rõ ưu thế của cơ chế "không cần tin tưởng" (trustless). Ứng dụng của ZKP không chỉ giới hạn ở mở rộng mà còn trong lĩnh vực tính toán riêng tư, với các dạng thực thi chính gồm zkSNARK, zkSTAR và Bulletproof, thúc đẩy song song sự phát triển về bảo mật và hiệu quả giao dịch trong tiền mã hóa.

Giới thiệu về Chứng minh không kiến thức

▪ Tính toán đa bên an toàn (Multi-Party Computation, MPC)

MPC là công nghệ cho phép nhiều bên cùng thực hiện một phép toán mà không cần tiết lộ dữ liệu đầu vào của mình. Trong lĩnh vực bảo mật, MPC cung cấp phương pháp bảo vệ dữ liệu nhạy cảm, cho phép các bên tham gia phân tích dữ liệu, thực hiện tính toán hoặc ra quyết định mà không làm lộ dữ liệu cá nhân. Ưu điểm cốt lõi của MPC nằm ở khả năng bảo vệ riêng tư. Thông qua tính toán phân tán và mã hóa, các bên đảm bảo dữ liệu của họ luôn được giữ bí mật trong suốt quá trình xử lý.

Giới thiệu về Tính toán đa bên an toàn

▪ Mã hóa đồng cấu toàn phần (Fully Homomorphic Encryption, FHE)

FHE là một kỹ thuật mật mã học cho phép thực hiện các phép toán trực tiếp trên dữ liệu đã mã hóa mà không cần giải mã trước. Điều này nghĩa là dữ liệu vẫn ở trạng thái mã hóa có thể thực hiện cộng, trừ, nhân,... và kết quả sau khi giải mã giống hệt như khi thực hiện trên dữ liệu gốc. Giá trị cốt lõi của FHE là cung cấp một công cụ mạnh mẽ để bảo vệ riêng tư, giúp dữ liệu luôn được giữ kín trong quá trình xử lý, từ đó nâng cao đáng kể mức độ an toàn.

Cân bằng giữa chống kiểm duyệt và tuân thủ pháp luật

Các sàn giao dịch phi tập trung (DEX) như Uniswap và Curve hoạt động trên chuỗi công khai dễ bị ảnh hưởng bởi MEV (giá trị rút ra tối đa) do tính minh bạch của sổ cái. Điều này có nghĩa là chi tiết đơn hàng hiển thị với tất cả mọi người, cho phép các "searcher" và "builder" tối ưu lợi nhuận bằng cách sắp xếp lại thứ tự giao dịch, gây hại cho lợi ích của người dùng khác.

Dark pool, với tư cách là một nơi giao dịch tài chính, sở hữu lợi thế cốt lõi là bảo vệ quyền riêng tư và chống kiểm duyệt. Trong dark pool, chi tiết đơn hàng thường được giữ bí mật trước bên thứ ba vì mỗi đơn hàng tạo ra một bằng chứng ZKP, giảm thiểu việc tiết lộ thông tin giao dịch. Kiến trúc này đặc biệt hấp dẫn đối với nhà đầu tư lớn và tổ chức vì nó bảo vệ chiến lược giao dịch của họ khỏi bị đối thủ cạnh tranh hoặc kẻ thao túng thị trường khai thác. Ngoài ra, đặc điểm này cũng giúp chống lại MEV, vì thứ tự và chi tiết giao dịch không được công khai nên khả năng bị sắp xếp lại bị giảm đáng kể.

Tuy nhiên, khi giao dịch cần gọi hợp đồng công cộng hoặc sử dụng bộ sắp xếp chung (shared sequencer), những lợi thế này có thể suy giảm vì các thao tác này có thể làm lộ thông tin giao dịch, tạo cơ hội cho việc khai thác MEV. Dù vậy, đối với các nhà đầu tư lớn và tổ chức đang tìm kiếm sự riêng tư và chống kiểm duyệt, dark pool vẫn là lựa chọn hấp dẫn, đặc biệt khi hoạt động giao dịch của họ đòi hỏi mức độ bảo mật cao.

Sự xuất hiện của các công cụ bảo vệ quyền riêng tư như Tornado Cash đã mở ra khả năng thực hiện các hoạt động tài chính ẩn danh trên chuỗi, nhưng cũng bị một số tội phạm lợi dụng cho các hành vi rửa tiền. Địa chỉ hợp đồng thông minh của Tornado Cash đã bị liệt vào danh sách OFAC vì không tuân thủ. Văn phòng Kiểm soát Tài sản Nước ngoài (OFAC) của Mỹ duy trì Danh sách Quốc gia Đặc biệt Chỉ định (SDN) để trừng phạt các cá nhân và thực thể không tuân thủ. Các giao thức không phù hợp với quy định của OFAC có nguy cơ cao bị loại khỏi các khối trên chuỗi. Tính đến ngày 23 tháng 2 năm 2024, 45% các khối đã trải qua kiểm tra theo danh sách OFAC. Vấn đề chống kiểm duyệt này không chỉ ảnh hưởng đến các thợ đào mà còn có thể ảnh hưởng đến các trình xác thực và relay, những người có thể chọn lọc bỏ qua một số giao dịch hoặc khối nhất định.

Tỷ lệ khối đã qua kiểm tra danh sách OFAC

Sau khi Tornado Cash bị cấm do không tuân thủ, thị trường xuất hiện khoảng trống nhu cầu về các giải pháp bảo mật vừa riêng tư vừa tuân thủ. Để đáp ứng nhu cầu này, các dự án dark pool mới cần cung cấp tính riêng tư đồng thời tránh rủi ro pháp lý tương tự. Chúng tôi cho rằng một phương pháp hiệu quả là tích hợp quy trình KYB/KYC đã được xác minh vào dự án, điều này không chỉ đảm bảo tính hợp pháp của hoạt động người dùng mà còn giúp giảm thiểu rủi ro pháp lý. Pháp luật thường đi chậm hơn sự phát triển công nghệ, khiến các dự án bảo mật dễ bị lợi dụng cho hoạt động phi pháp. Để đảm bảo an toàn và tính hợp pháp của dự án, việc tích cực chấp nhận và tuân thủ quy định là vô cùng quan trọng.

3. Cạnh tranh và Phân tích Dự án

Từ năm 2010 đến 2022, số lượng dự án dark pool rất hạn chế và chưa được biết đến rộng rãi. Tuy nhiên, nhờ sự tiến bộ của các công nghệ tăng cường riêng tư như Chứng minh không kiến thức (ZKP) và Tính toán đa bên (MPC), lĩnh vực dark pool đã chứng kiến hàng loạt giải pháp đổi mới. Những công nghệ này đã đưa dark pool trở lại ánh sáng vào năm 2023. Dù vậy, do độ phức tạp kỹ thuật, số lượng dự án trong lĩnh vực này vẫn còn khá ít. Dưới đây là một vài dự án tương đối trưởng thành.

1. Renegade, thành lập năm 2022, là một dark pool phi tập trung dựa trên kiến trúc MPC-ZKP, chuyên phục vụ giao dịch khối lượng lớn cho nhà đầu tư tổ chức. Renegade sử dụng mạng ngang hàng và công nghệ MPC để khớp lệnh, đồng thời dùng ZK-SNARKs đảm bảo tính ẩn danh của chi tiết giao dịch trong quá trình xác minh khớp lệnh. Ngoài ra, nền tảng áp dụng cơ chế thực hiện tại mức giá trung tâm (midpoint execution), đảm bảo mọi giao dịch được thực hiện trực tiếp tại mức giá trung bình thời gian thực từ các sàn tập trung, tránh trượt giá. Chức năng giao dịch chéo ẩn danh mặc định kết hợp với chỉ số quan tâm thúc đẩy việc khám phá giá toàn diện và tối ưu hóa thanh khoản.

2. Penumbra là một nền tảng giao dịch phi tập trung xây dựng trên hệ sinh thái Cosmos, cung cấp môi trường giao dịch tương tự dark pool, cho phép người dùng giao dịch với tính riêng tư. Nhờ cơ chế ủy thác riêng tư, Penumbra kết hợp bảo mật và cơ chế đồng thuận POS (Proof-of-Stake), cung cấp các sản phẩm phái sinh từ staking, staking hiệu quả về thuế và quản trị chuỗi với tính năng bỏ phiếu riêng tư. Penumbra kết nối với hệ sinh thái Cosmos thông qua IBC (giao tiếp liên chuỗi), hoạt động như một dark pool quy mô hệ sinh thái, cho phép giao dịch riêng tư với mọi tài sản tương thích IBC. Người dùng cũng có thể sử dụng ZSwap — một sàn giao dịch phi tập trung riêng tư hỗ trợ đấu giá kín theo lô và thanh khoản tập trung kiểu Uniswap-V3 — để trao đổi các tài sản này.

3. Panther là một nền tảng DeFi liên chuỗi, kết hợp công nghệ không kiến thức nhằm cung cấp giải pháp vừa tuân thủ quy định vừa bảo vệ quyền riêng tư. Người dùng có thể gửi tài sản kỹ thuật số vào Bể che dấu đa tài sản (MASPs) của Panther và nhận zAssets theo tỷ lệ 1:1. Qua mô-đun Zswap, Panther kết nối với các giao thức DeFi khác, tổng hợp báo giá để người dùng lựa chọn. Khi giao dịch, Zswap tạo hợp đồng ủy thác mã hóa, cho phép người dùng trao đổi tài sản mà không tiết lộ chi tiết giao dịch. Thiết kế này cho phép tài sản tồn tại trong các bể đa dạng, duy trì tính dị hình dữ liệu, khiến việc theo dõi và phá ẩn danh trở nên khó khăn. Bể che dấu của Panther tận dụng ZK SNARK và ZKP để đảm bảo tính riêng tư và tuân thủ.

4. Railgun là một hệ thống bảo mật dựa trên kiến trúc ZKP-MPC, thiết kế cho Ethereum, BSC, Polygon và Arbitrum, sử dụng công nghệ mã hóa ZK và MPC để hoàn thành nghi lễ thiết lập đáng tin cậy, cho phép người dùng thực hiện hợp đồng thông minh và các thao tác DeFi một cách an toàn trong khi vẫn giữ bí mật giao dịch. Khi người dùng gửi lệnh giao dịch qua Railgun, một hợp đồng thông minh tên Adapt Module sẽ tự động xử lý việc bỏ che dấu số dư riêng tư, xác minh tính hợp lệ của đơn hàng, sau đó các relay sẽ tìm tỷ giá tốt nhất trong thanh khoản DEX tổng hợp, cuối cùng che dấu lại tài sản giao dịch để đảm bảo tính ẩn danh cho hoạt động và địa chỉ người dùng. Quy trình này không chỉ áp dụng cho trao đổi tài sản mà còn mở rộng sang các loại giao dịch DeFi khác.

4. Phân tích Kỹ thuật Singularity: Cách thức Thực hiện Giao dịch Riêng tư

Hiểu khái niệm Giao dịch Riêng tư

Để hiểu khái niệm giao dịch riêng tư, cần xem xét hai khía cạnh: chủ thể giao dịch và chi tiết giao dịch, đồng thời phân biệt hai loại riêng tư: ẩn danh và ẩn giấu.

Một giao dịch thông thường bao gồm các yếu tố sau:

Chủ thể giao dịch: Bao gồm người gửi (giao dịch viên A) và người nhận (giao dịch viên B).
Chi tiết giao dịch: Bao gồm số tiền, số lần giao dịch con, hàm băm giao dịch và các chi tiết cụ thể khác.

Giao dịch riêng tư có thể được chia thành hai loại tùy theo mức độ thông tin nhìn thấy bởi bên thứ ba:

Giao dịch ẩn danh: Trong giao dịch ẩn danh, đối với bên thứ ba, địa chỉ người gửi và người nhận là không thể biết được. Nghĩa là, ngoài hai bên tham gia, không ai khác có thể xác định được người tham gia cụ thể. Ví dụ, Tornado Cash là một giao thức bảo mật đạt được tính ẩn danh bằng cách làm rối loạn đường đi của giao dịch.
Giao dịch ẩn giấu: Trong giao dịch ẩn giấu, mặc dù địa chỉ người gửi và người nhận có thể thấy được, nhưng chi tiết giao dịch thì không. Nghĩa là số tiền, số lần giao dịch con, hàm băm giao dịch,... đều bị ẩn với bên thứ ba. Loại riêng tư này có thể đạt được bằng các công nghệ như Chứng minh không kiến thức (ZKP). Ví dụ, Zcash là một loại tiền mã hóa riêng tư sử dụng công nghệ zk-SNARKs để ẩn giấu chi tiết giao dịch.

Phân tích Kiến trúc Tổng thể Singularity

Sơ đồ kiến trúc tổng thể Singularity

Nhìn chung, kiến trúc có thể chia thành 5 mô-đun chính:

1. Singularity

Đây là hợp đồng thông minh mà người dùng tương tác chính, dùng để biểu đạt và thực thi logic mạch ZK. Hợp đồng này có chức năng che dấu số dư và lịch sử giao dịch của ETH/ERC20, nhằm đạt được tính ẩn danh và ẩn giấu nội dung giao dịch. Với tư cách là một "bể thanh khoản" tập hợp tất cả tài sản của mọi loại người dùng. Tên gọi "Singularity" bắt nguồn từ đặc điểm độc đáo: đối với mọi quan sát viên, mọi giao dịch trên giao thức dường như đều đến từ hợp đồng thông minh này. Thiết kế này mang lại quyền riêng tư đa chiều cho người dùng.

Trong giao thức Singularity, ZK Notes là đơn vị cơ bản của giao dịch, chứa thông tin quan trọng như loại tài sản, số lượng và định danh mã hóa liên quan đến chủ sở hữu. Thiết kế Notes nhằm mục đích bảo vệ quyền riêng tư ở mức độ cao, đảm bảo danh tính và thông tin tài sản của người giao dịch được bảo vệ hiệu quả.

Mỗi Note bao gồm các thông tin chính sau:

Loại tài sản (Asset Type): Biểu thị loại tài sản liên quan trong giao dịch, ví dụ như loại token tiền mã hóa hoặc tài sản kỹ thuật số khác.
Số lượng (Amount): Chỉ số lượng tài sản chứa trong Note, dùng để xác định giá trị giao dịch.
Giá trị ngẫu nhiên (Rho): Là một trường giá trị được tạo ngẫu nhiên, dùng để tăng tính riêng tư cho giao dịch, ngăn chặn việc theo dõi và phân tích bởi quan sát viên bên ngoài.
Khóa công khai Schnorr (Public Key): Dùng để ký mã hóa và xác minh danh tính giao dịch, đảm bảo chỉ người dùng được ủy quyền mới thực hiện giao dịch hợp lệ.

Ngoài các thông tin trên, mỗi Note còn tạo ra một Nullifier tương ứng. Việc tạo Nullifier sử dụng hàm băm mã hóa, lấy giá trị Rho và khóa công khai của Note làm đầu vào, xử lý để tạo ra Nullifier tương ứng. Thiết kế này nhằm cung cấp thêm lớp bảo mật cho giao dịch, đảm bảo chỉ người dùng hợp pháp được ủy quyền mới có thể tiêu dùng Note một cách hiệu quả.

Việc Thêm và Lưu trữ Note

Trong giao thức Singularity, tất cả các Note đều được gắn vào một cây Merkle chỉ cho phép thêm vào, và gốc cây Merkle mới sẽ được lưu trữ vĩnh viễn. Mục đích là đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của giao dịch, ngăn chặn việc sửa đổi hoặc làm hỏng dữ liệu.

Lấy một ví dụ đơn giản:

Giả sử Alice là một người dùng Singularity, cô thực hiện một giao dịch gửi 1 ETH vào hợp đồng Singularity. Giao dịch này sẽ được ghi nhận thành một Note và gắn vào cây Merkle hiện tại. Lúc này, gốc cây Merkle được tính từ Note đơn lẻ này.

Sau đó, Bob cũng thực hiện một giao dịch gửi 0.5 ETH vào hợp đồng Singularity. Giao dịch này cũng được ghi thành một Note và thêm vào cây Merkle hiện tại. Gốc cây Merkle được cập nhật khi Note mới được thêm vào.

Ghi chú: Hình vẽ minh họa việc tạo gốc cây Merkle trong trường hợp số lượng Note là lẻ, sẽ sao chép hai Note riêng lẻ và tính Hash

Khi ngày càng nhiều người dùng thực hiện giao dịch, mỗi Note mới sẽ được thêm vào cây Merkle theo thứ tự thời gian. Như vậy, lịch sử giao dịch của mỗi người dùng được lưu trữ trong cùng một cấu trúc dữ liệu, và thông qua việc tính toán giá trị băm gốc cây Merkle, có thể xác minh hiệu quả tính toàn vẹn của toàn bộ lịch sử giao dịch. Vì cây Merkle chỉ cho phép thêm vào, nên không thể sửa đổi hoặc xóa bất kỳ Note nào đã được thêm vào, từ đó đảm bảo an toàn và bất biến của dữ liệu giao dịch.

Xác minh Giao dịch Note

Khi người giao dịch tiêu dùng Note, họ phải tiết lộ Nullifier tương ứng và cung cấp bằng chứng liên quan trong chứng minh không kiến thức, để xác minh rằng Nullifier liên kết với Note tương ứng và chứng minh Note tồn tại trong cây Merkle. Hợp đồng thông minh sẽ xác minh tính duy nhất của Nullifier và tính hợp lệ của bằng chứng, nhằm đảm bảo tính hợp pháp và an toàn của giao dịch.

Lấy một ví dụ đơn giản:

Giả sử Alice sở hữu một Note chứa 1 ETH mà cô gửi vào hợp đồng Singularity, và Nullifier của Note này là "AAA123". Bây giờ, Alice muốn dùng số tiền này để giao dịch, vì vậy cô phải cung cấp "AAA123" làm Nullifier và sử dụng chứng minh không kiến thức để chứng minh hai điều sau:

Chứng minh "AAA123" liên kết với Note bị tiêu dùng, tức là nguồn vốn cho giao dịch thực sự đến từ Note này.
Chứng minh Note này tồn tại trong cây Merkle, tức là Note đã được gửi vào hợp đồng Singularity trước đó và chưa bị sửa đổi.

Hợp đồng thông minh sẽ xác minh Nullifier và bằng chứng do Alice cung cấp, đảm bảo tính duy nhất của Nullifier và tính hợp lệ của bằng chứng. Chỉ khi xác minh thành công, hợp đồng mới thực hiện giao dịch và chuyển tiền cho bên nhận mà Alice mong muốn. Như vậy, hợp đồng thông minh đảm bảo tính hợp pháp và an toàn của giao dịch, ngăn chặn mọi hành vi độc hại hoặc gian lận.

Dưới đây là đoạn mã giả minh họa logic trên:

// Mã giả

pragma solidity ^0.8.0;

contract SingularityContract {

mapping(address => mapping(bytes32 => bool)) private invalidValues;

mapping(bytes32 => bool) private merkleTree;

// Thao tác gửi tiền, gửi vốn vào hợp đồng Singularity

function deposit(bytes32 noteHash, bytes32 invalidValue) public payable {

require(msg.value > 0, "Số tiền gửi phải lớn hơn 0");

// Thêm Note vào cây Merkle

merkleTree[noteHash] = true;

// Lưu trữ nullifier

invalidValues[msg.sender][noteHash] = true;

}

// Thao tác tiêu dùng, xác minh nullifier và bằng chứng, thực hiện giao dịch

function spend(bytes32 noteHash, bytes32 invalidValue, bytes memory proof) public {

// Xác minh nullifier cung cấp có khớp với lưu trữ hay không

require(invalidValues[msg.sender][noteHash], "Giá trị không hợp lệ không khớp");

// Xác minh sự tồn tại của Note trong cây Merkle

require(merkleTree[noteHash], "Note không tồn tại trong cây Merkle");

// Xác minh bằng chứng không kiến thức

require(_verifyProof(noteHash, invalidValue, proof), "Xác minh bằng chứng thất bại");

// Thực hiện giao dịch, chuyển tiền cho bên nhận

// Phần chuyển tiền cụ thể bị lược bỏ

}

// Hàm xác minh bằng chứng không kiến thức

function _verifyProof(bytes32 noteHash, bytes32 invalidValue, bytes memory proof) private view returns (bool) {

// Cần thực hiện xác minh bằng chứng không kiến thức cụ thể trong thực tế

// Quá trình xác minh cụ thể bị lược bỏ

// Nếu xác minh thành công trả về true, ngược lại trả về false

return true;

}

2. Book

Book sử dụng công nghệ Mã hóa đồng cấu toàn phần (Fully Homomorphic Encryption - FHE) để xây dựng bảng lệnh offline hoàn toàn riêng tư, cung cấp môi trường giao dịch an toàn và đáng tin cậy cho người giao dịch.

Trong hệ thống Book, một nhóm các nút FHE đặc biệt, gọi là Bookies, đóng vai trò then chốt, cùng nhau vận hành bảng lệnh. Quy trình khớp lệnh bao gồm:

Các nút API mã hóa đơn hàng để đảm bảo tính riêng tư nội dung, sau đó Bookies sử dụng giao thức FHE để tính toán khớp lệnh, bảo vệ thông tin đơn hàng.

Kết quả khớp lệnh được công bố, nhưng nội dung đơn hàng gốc vẫn được giữ bí mật để bảo vệ quyền riêng tư của người giao dịch.

Người giao dịch đã khớp có thể trao đổi trực tiếp và sử dụng chức năng Swap của hợp đồng Singularity để thanh toán; người không thanh toán sẽ bị phạt về uy tín.

Để đảm bảo vận hành ổn định của hệ thống Book, cơ chế khuyến khích "ý kiến đa số thắng" được áp dụng cùng yêu cầu Bookies đặt cược token:

Cơ chế "ý kiến đa số thắng" giữa các Bookies giúp xử lý các bất đồng trong việc khớp lệnh mã hóa, tránh hành vi độc hại.

Việc đặt cược token nhằm ngăn chặn tấn công Sybil, đồng thời khuyến khích Bookies thực hiện nhiệm vụ, đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường.

Trong hệ thống Book, quản lý danh tính và uy tín là yếu tố then chốt, với các điểm đổi mới:

Mỗi danh tính ẩn danh tương ứng với một mức độ uy tín, phản ánh xác suất thanh toán lịch sử, đồng thời duy trì tính riêng tư danh tính.

Người giao dịch có thể đặt ngưỡng uy tín để chọn đối tác khớp lệnh, đảm bảo an toàn và độ tin cậy.

Người không thanh toán sẽ bị phạt uy tín, đồng thời ảnh hưởng đến uy tín của đối tác giao dịch.

Lấy một ví dụ đơn giản: Giả sử Alice muốn mua 1 ETH,

Gửi đơn hàng: Alice gửi đơn mua 1 ETH với giá 2000 USDT.
Khớp lệnh: Hệ thống Book tìm thấy người bán Bob sẵn sàng bán 1 ETH với giá 2000 USDT.
Xác nhận giao dịch: Alice và Bob xác nhận đơn hàng đã khớp thành công.
Thanh toán giao dịch: Alice thanh toán 2000 USDT cho Bob và nhận 1 ETH. Hệ thống Singularity cập nhật số dư tài khoản của họ.
Quản lý uy tín: Nếu Bob không hoàn thành giao dịch đúng hạn hoặc có hành vi xấu, uy tín của anh ta có thể bị hạ xuống, dẫn đến hệ thống hạn chế việc khớp lệnh với người khác. Giả sử uy tín của Bob là 5, cho thấy anh là người giao dịch đáng tin cậy. Tuy nhiên, nếu Bob không hoàn thành giao dịch đúng hạn hoặc có hành vi xấu như hủy đơn nhiều lần hoặc cố tình thao túng thị trường, uy tín của anh có thể bị ảnh hưởng. Điều này có thể khiến uy tín của Bob giảm 1 điểm xuống còn 4, làm tăng ngưỡng tham gia giao dịch trong tương lai.

3. Automation

Automation là một AMM-DEX được tích hợp sẵn trong giao thức, trong đó Book đóng vai trò là nhà cung cấp thanh khoản dự phòng. Vì người giao dịch có thể gửi tiền vào Singularity để thực hiện giao dịch, và Singularity là ẩn danh, nên tiền gửi vào Automation cũng mang tính ẩn danh. Điều này đảm bảo danh tính người giao dịch không bị lộ ra công chúng, bảo vệ quyền riêng tư.

Người giao dịch có thể rút tiền từ Automation và chuyển vào hợp đồng Singularity bất cứ lúc nào. Sự linh hoạt này cho phép người dùng tự do quản lý vốn và rút tiền khi cần. Đồng thời, vì bản thân hợp đồng Singularity là ẩn danh, nên quá trình rút tiền cũng bảo vệ tính ẩn danh của người giao dịch.

Đối với các đơn hàng không thể khớp với bất kỳ đơn hàng nào trong Book, Automation sẽ cung cấp khớp lệnh để tăng thanh khoản. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi không có đối tác khớp ngay lập tức, đơn hàng của người giao dịch vẫn được xử lý và giao dịch tiếp tục diễn ra. Bằng cách cung cấp thanh khoản bổ sung, Automation cải thiện hiệu quả và trải nghiệm giao dịch tổng thể của giao thức.

4. Relayer

Relayer (trung gian) đóng vai trò quan trọng trong Singularity, đại diện người dùng gửi các giao dịch meta và thanh toán phí Gas. Thiết kế này nhằm mục đích bảo vệ tính ẩn danh của người dùng. Vì phí Gas phải được thanh toán cho lớp cơ sở công khai, nếu người dùng tự trả phí, danh tính của họ có thể bị lộ.

Relayer thực hiện nhiệm vụ này bằng cách gửi giao dịch meta. Giao dịch meta có thể xác minh và tính toán được, đảm bảo relayer không thể thay đổi hoặc làm sai lệch nội dung giao dịch, từ đó đảm bảo tính an toàn và toàn vẹn. Hơn nữa, để đảm bảo relayer không hành xử độc hại, hệ thống được thiết kế thành một mạng lưới trung gian phi tập trung và không cần tin tưởng. Điều này nghĩa là bất kỳ ai cũng có thể vận hành một relayer mà không cần đặt cược.

Giao dịch do người dùng gửi và phí liên quan là công khai và sẽ được trả cho relayer để bù đắp phí Gas đã thanh toán. Thiết kế này biến mạng relayer thành một hệ thống hợp lý, họ sẽ chấp nhận mọi giao dịch có lợi nhuận và gửi lên. Ngay cả khi có relayer xấu, chỉ cần có ít nhất một relayer trung thực là đủ để đảm bảo hệ thống hoạt động đầy đủ. Tất nhiên, người giao dịch có thể chọn tự vận hành relayer và thanh toán phí Gas, nhưng sẽ hy sinh một phần quyền riêng tư.

5. API

API là nút giao diện cho phép người dùng tương tác với giao thức. Qua API, người dùng có thể tạo và gửi bằng chứng đến hợp đồng Singularity, quản lý đơn hàng trên Book, theo dõi Book để tìm khớp lệnh và thương lượng thanh toán trên hợp đồng Singularity. Ngoài ra, API cũng cho phép người dùng tương tác với các Relayer.

Giao dịch Riêng tư

Dựa trên cấu trúc trên, có thể thực hiện các loại giao dịch riêng tư đã nêu:

▪ Giao dịch ẩn danh (Automation)

Khi giao dịch qua Automation, người giao dịch phải thực hiện thao tác deposit, do đó sẽ tiết lộ số tiền gửi mỗi lần, giống như mỗi lần gửi vào Singularity, không thể tránh khỏi việc bên thứ ba nghe lén chi tiết giao dịch. Do đó, giao dịch qua Automation phải đánh đổi tính ẩn giấu của giao dịch.

Lưu ý rằng khi Book không thể tìm được đối tác giao dịch, mặc dù đơn hàng có thể được đưa vào nhóm giao dịch Automation (có vẻ sẽ lộ địa chỉ người giao dịch), nhưng vẫn đảm bảo tính ẩn danh vì chủ thể chuyển thanh khoản là Singularity.

▪ Giao dịch ẩn danh + ẩn giấu (thanh toán qua Singularity)

Khi thanh toán giao dịch qua Singularity, bất kể hình thức phát hiện giá hay thỏa thuận ý định giao dịch ra sao, việc thanh toán cuối cùng vẫn đảm bảo tính ẩn danh và ẩn giấu, vì hợp đồng Singularity chịu trách nhiệm lưu ký và chuyển giao vốn, từ đó đạt được mục tiêu "làm tối trong sáng".