另外，由V神提出的新方案，可能會加快ETH 2.0的整體落地進度。
以下是上週內容的精選回顧，enjoy ~
一、理解零知識證明，新型零知識證明方案Virgo（處女座）又長什麼樣？
關於區塊鏈的隱私問題，我們經常會提到零知識證明（ZKP）方案，它們可允許證明者說服驗證者一個語句是真的，而不會洩露任何超出宣告有效性的額外資訊。
近年來，零知識證明協議在計算委託、匿名證書、隱私保護加密貨幣和智慧合約方面已經取得了巨大的進展。而在進入這周的學術論文分享之前，我們需要先來了解一下零知識證明的概念，因此先推薦兩篇科普好文：
1 零知識證明學習筆記：背景與起源
文章由斯坦福大學密碼學學者東澤提供，其先從比特幣的保密性不足問題入手，然後談到CoinJoin、保密交易（CT）這兩個比特幣隱私提升方案所存在的弊端，接著他講到ZCash所使用的零知識證明方案zk-SNARKs及其潛在的應用。
文章連結：https://www.8btc.com/media/537030
2 郭宇：3分鐘搞懂零知識證明，為何它是一把雙刃劍？
由安比實驗室創始人、數字資產研究院學術與技術委員郭宇分享的《零知識證明，區塊鏈技術缺失的一環》演講內容（經巴位元記者整理），談到了零知識證明概念的由來，以及用地圖三染色問題來解釋零知識證明的基本概念，此外，2018年3月1日，ZCash團隊成員在論文 [BCTV14] 附錄B中的一個致命錯誤，可被用於無限造幣，這也提醒了人們零知識證明協議離不開形式化驗證。
文章連結：https://www.8btc.com/article/537797
儘管研究進展是顯著的，但很多零知識證明（ZKP）方案仍存在著一些侷限性，例如上面提到的zk-SNARKs，它就需要一個可信的設定階段來生成結構化引用字串（SRS），而如果該陷門被洩露，那麼系統的安全性將被破壞。
為了解決這一問題，最近有很多零知識證明（ZKP）方案的設計都移除了對可信設定的需求。
而來自加州大學伯克利分校及德克薩斯A&M大學的四位研究者（包括Yupeng Zhang 、Jiaheng Zhang、Tiancheng Xie 和 Dawn Song （宋曉冬））則將這類ZKP方案稱為透明零知識證明（ZKP）協議，他們還根據Goldwasser等人提出的雙有效互動式證明GKR方案，提出了一個具有簡潔證明大小和驗證時間的高效透明ZKP系統。
原論文連結：https://eprint.iacr.org/2019/1482.pdf
而這一研究論文，已被安全與隱私頂級會議IEEE S&P 2020接受。
看上去是不是感覺“灰常膩害呢”！不妨來具體看看這個協議到底長啥樣吧！
根據論文介紹，該研究的貢獻大致可被分為3點：
1. 透明零知識可驗證多項式委託（Transparent zero knowledge verifiable polynomial delegation）：研究者們提出了一種新的無需可信設定的零知識可驗證多項式委託（zkVPD）方案。與現有基於配對的金鑰分配方案相比，這種新方案不需要陷門和線性大小公鑰，其消除了模冪運算和雙線性配對等繁重的密碼運算；
2. 透明的零知識論證（Transparent zero knowledge argument）：研究者們將新的zkVPD協議與GKR協議有效地結合起來，從而得到了一個透明的ZKP方案，這一方案只使用了輕量級的密碼學原語（例如抗碰撞的雜湊函式，因此可能是抗量子計算的）；
3. 在新方案的基礎上，研究者們實現了一個名為Virgo（處女座）的ZKP系統，它是研究者們上一個ZKP方案Libra（不要誤會，並不是Facebook的Libra哦）的升級版本，而他們還計劃開源這一系統；
Virgo（處女座）與其它零知識證明方案的對比
上面，我們簡單介紹了這項研究的主要貢獻，為了節省時間，我們直接跳過非常複雜的技術描寫而看結論，這一研究中主要的技術貢獻是一個新的具有O(N log N)證明者時間、33證明大小和驗證時間的透明zkVPD方案（其中的N代表多項式的大小）。
另外，研究者實施的零知識證明系統Virgo（處女座）是用C++實現的，其中透明zkVPD協議大約有700行程式碼，而GKR部分則有2000行程式碼。
在單臺伺服器條件下進行實驗後，研究者們將其與其它6種ZKP方案（包括Libra、Ligero、Bulletproofs、Hyrax、Stark以及Aurora）進行了比較，結果如下圖顯示：
其中，在前兩個基準上，Virgo（處女座）相比Libra要最佳化了7-10倍，而在第三個基準上則要快3-5倍，而這種最佳化便是來自於研究者們新提出的高效zkVPD。
而與其它透明ZKP系統相比，從實際證明者時間來看，Virgo是這些系統中表現最好的，它要比其它系統至少快一個數量級，而在驗證時間的對比上，Virgo的表現也是非常出眾的。
例如，驗證一個256個子葉的Merkle樹，2^26個門的電路構造，Virgo只需要花費50 毫秒的時間，它的驗證時間與ZK-Stark是可競爭的。
而在證明大小方面，它要比Bulletproofs（防彈證明）更大一些，類似於Hyrax、Stark以及Aurora。
zkVPD和新ZKP方案的應用場景
最後，在這篇論文中，研究者們提出了新方案適用的三個應用場景，分別如下：
1. 可驗證秘密共享；
2. 提升區塊鏈專案的隱私性；
3. 大規模零知識證明：除了區塊鏈之外，也有很多其它應用需要證明大型宣告的ZKP，例如美國國防高階研究計劃局（DARPA）最近打算使用ZKP來證明覆雜程式的行為，而不洩露敏感資訊，而這樣的應用需要將ZKP方案擴充套件到具有數十億門的電路。
灑脫喜簡評：2019年，零知識證明研究領域迎來了多個新的方案，而“無需可信設定”、“較小驗證大小”、“較短證明者(p)時間和驗證（v)時間”，已經成為了優秀ZKP方案的“標配”，儘管Virgo（處女座）方案是在單伺服器條件下進行的測試，但其呈現出來的結果是令人感到驚喜的，至於該方案的具體實現及潛在的問題，就等研究者們去細心探索了（尤其是它在多伺服器條件下的表現，這是論文中沒有提到的）。
二、硬核技術文章一週精選
2、1 比特幣技術年度最全總結
由Bitcoin Optech總結的2019年比特幣技術進展文章，其回顧了比特幣技術專案程式碼庫近9000次commit（近2000次合併）、1500多個郵件列表帖子、數千行IRC日誌以及其它很多公共來源。
以下是每個月中最顯著的技術進展：
1月：BIP127儲備證明；
2月：（1）相容硬體錢包介面的Bitcoin Core，（2）Miniscript；
3月：（1）共識清理軟分叉提議，（2）Signet，（3）Lightning Loop；
4月：（1）AssumeUTXO，（2）Trampoline支付；
5月：（1）Taproot，（2）SIGHASH_ANYPREVOUT，（3）OP_CHECKTEMPLATEVERIFY；
6月：（1）Erlay和其它P2P中繼改善，（2）閃電網路暸望塔（Watchtower）；
7月：Guix
8月：無契約金庫
9月：（1）SNICKER，（2）發現閃電網路漏洞；
10月：LN錨輸出；
11月：（1）Bech32，（2）移除Bitcoin Core中的OpenSSL，（3）移除Bitcoin Core中的BIP70；
12月：閃電網路多路徑支付
完整原文連結：https://bitcoinops.org/en/newsletters/2019/12/28/
灑脫喜簡評：可能是目前市場上介紹2019年比特幣技術進展最全的一篇文章，比特幣迎來了一系列增量改進解決方案，而其中有很多內容是被大家忽略了，有興趣的可以瞭解下。
2、2 乾貨 | Eth2.0 的中繼者網路與手續費機制
來自以太坊 2.0 研究者John Adler的技術總結文章（由IAN LIU & 阿劍翻譯），其重點關注了以太坊2.0 的中繼網路及手續費機制。其中，每種提案都有其不同的權衡取捨，而且被不同的平臺所採用，因此做一次合理且全面的彙總，能讓新入門的研究者更快上手。
文章連結：https://www.8btc.com/media/539143
2、3 Vitalik ：基礎層和功能逃逸速度，論並行開發layer 1和layer 2的必要性
以太坊聯合創始人Vitalik Buterin在其最新發布的博文《基礎層和功能逃逸速度》中提到，“保持 layer 1簡單，使用layer 2來彌補不足” 並不是解決區塊鏈可擴充套件性和功能性問題的普遍答案，因為這種思路沒有考慮到layer 1區塊鏈本身必須要具有足夠的可擴充套件性和功能性，否則所謂的layer 2協議只是可信的中介。在這篇文章中，Vitalik提出了“功能逃逸速度”的概念，他還表示，短期內我們需要並行開發layer 1與 layer 2 ，而長期則要更關注layer 2的開發。
文章連結：https://www.8btc.com/article/539384
灑脫喜簡評：V神解釋了layer 1在具備三種條件下（1、包括一種可驗證任意內容的程式語言，2、豐富的有狀態性，3、充分的資料可擴充套件性和低延遲），即可使得layer 2在無需可信中介的情況下進行部署，因此他建議短期內我們仍要並行開發layer 1和layer 2。
一般認為，使用者對layer 2的去中心化屬性並沒有太大的要求，但如果能夠在實現高效能的情況下再去實現去中心化，感覺是不是很美呢？咦，似乎又會導致一些安全問題哦，原文https://vitalik.ca/general/2019/12/26/mvb.html下有相關的評論。
三、主流區塊鏈專案技術進展
3、1 Vitalik Buterin釋出重磅新提案，讓ETH 1.0鏈作為分片0，更快遷移到ETH 2.0
上週，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin提出了一種將ETH 1.0資料遷移到ETH 2.0的更快方法，這種方案需要用到無狀態客戶端，但不需要無狀態的礦工和Web程式集，因此需要更少的重構工作，而ETH 1.0將作為ETH 2.0 的分片0而存在。
原帖：https://ethresear.ch/t/alternative-proposal-for-early-eth2-eth2-merge/6666/13
灑脫喜簡評：這一提案有望加快ETH 2.0的整體落地進度，但它的第0階段（Phase 0）似乎依舊還要等待半年以上的時間，而眼前以太坊還將面臨一次非常重要的更新 ——“繆爾冰川”硬分叉，它將拆除難度炸彈，使得以太坊的區塊時間逐漸恢復至正常的14.3s左右，這預計將在3天后發生（北京時間2020年1月2日下午）。（吐槽：開發者們也要過節日咯，這周研發進度更新內容就只有這些咯）
本週的精彩內容就到這裡啦，下週再見～
