Các ý chính

  • Giao dịch bí mật (CT) sử dụng các kỹ thuật mật mã để che giấu số tiền chuyển trên một blockchain, đồng thời vẫn cho phép các bên tham gia mạng xác minh rằng không có đồng xu mới nào được tạo ra, qua đó duy trì tính thay thế lẫn nhau và ngăn phân tích chuỗi giá trị giao dịch.

  • Cơ chế cốt lõi dựa trên cam kết Pedersen (mã hóa đồng cấu cộng) kết hợp với các chứng minh phạm vi Bulletproof, xác nhận rằng các số tiền là không âm mà không tiết lộ giá trị thực.

  • Giao dịch bí mật đang chạy trong môi trường sản xuất trên các sidechain của Bitcoin như Liquid, mở rộng khái niệm sang “tài sản bí mật” cũng ẩn loại token đang được chuyển.

  • Các thiết kế dựa trên CT gặp trade-off về kích thước giao dịch và chi phí xác minh, đó là lý do chúng thường được triển khai trên các sidechain chuyên biệt hoặc kết hợp với các giải pháp mở rộng khác thay vì trực tiếp trên mạng chính Bitcoin.

Giới thiệu

Tính minh bạch của hệ thống thường được xem là yếu tố quan trọng đối với hoạt động của một blockchain. Mọi nút trong mạng có thể lưu một bản sao của sổ cái và xác minh rằng không có quy tắc nào bị vi phạm. Với nhiều sổ cái phân tán, bất kỳ ai cũng có thể tìm kiếm qua các khối, giao dịch và địa chỉ bằng một block explorer.

Ở khía cạnh quyền riêng tư, sự minh bạch này có thể tạo ra thách thức. Trong một hệ thống như Bitcoin, mọi giao dịch đều có thể được liên kết quay trở lại giao dịch trước đó. Các đồng xu không thực sự thay thế lẫn nhau về mặt kỹ thuật vì mỗi đồng có thể gắn với các giao dịch cụ thể. Không ai có thể ngăn bạn gửi bitcoin, nhưng người nhận có thể từ chối chấp nhận giao dịch nếu các đồng xu đó trước đây đã đi qua một địa chỉ bị gắn cờ.

Quyền riêng tư trong Bitcoin có thể bị phóng đại. Người dùng được hưởng tính bí danh (địa chỉ công khai được hiển thị thay vì tên), nhưng các kỹ thuật phân tích tinh vi có thể gom cụm các địa chỉ để cố gắng xác định các người tham gia mạng. Một cách tiếp cận mật mã được đề xuất để làm cho giao dịch thực sự riêng tư là giao dịch bí mật.

Giao dịch bí mật là gì?

Giao dịch bí mật (CT) lần đầu được thảo luận bởi CEO của Blockstream là Adam Back vào năm 2013 và sau đó được mở rộng bởi nhà phát triển Bitcoin Gregory Maxwell. Maxwell đã mô tả các vấn đề về quyền riêng tư và tính thay thế lẫn nhau như trên và đề xuất một giải pháp: các khoản tiền chuyển có thể được che giấu khỏi mạng rộng hơn để chỉ các bên tham gia giao dịch mới biết đã gửi bao nhiêu.

Normal transactions vs Confidential transactions

Trong điều kiện bình thường, việc một nút dễ dàng xác minh rằng số tiền nhận được không vượt quá số tiền gửi đi là điều hiển nhiên. Nếu Alice muốn gửi 0.3 BTC cho Bob, cô ấy sẽ lấy một đầu ra chưa chi tiêu (ví dụ 1 BTC) và chia thành hai phần: 0.3 để gửi cho Bob và 0.69 để trả lại cho chính cô ấy dưới dạng phần thay đổi (change) (phần còn lại bị mất dưới dạng phí khai thác - mining fee).

Đây là phép tính số học đơn giản đối với các nút khác: 1 lớn hơn 0.3 + 0.69, các chữ ký số đều đúng và các đầu vào của Alice chưa từng bị chi tiêu ở nơi khác, nên giao dịch chắc chắn hợp lệ. Tuy nhiên, khi số tiền bị làm mờ, việc xác minh trở nên ít trực quan hơn. Một nút có thể đánh giá liệu một số tiền chưa biết có bằng hoặc lớn hơn tổng của hai số tiền chưa biết khác hay không?

Tổng quan về mật mã liên quan

Để che giấu dữ liệu, cần có mã hóa. Tuy nhiên, các phương pháp mã hóa truyền thống giống như việc đặt tài liệu vào một cái két: một khi đã khóa, dữ liệu trở nên không thể sử dụng cho đến khi nó được lấy ra. Thứ mà giao dịch bí mật cần là một “két kỹ thuật số” mà nội dung không bị lộ, nhưng các thuộc tính của nó có thể được kiểm chứng bởi một bên ngoài.

Cam kết Pedersen

Câu trả lời nằm ở mã hóa đồng cấu (homomorphic encryption), cụ thể là một sơ đồ gọi là cam kết Pedersen. Loại cam kết này cho phép một bên ngoài thực hiện các phép toán toán học trên dữ liệu đã được mã hóa (mà họ không thể xem) để kiểm chứng tính đúng đắn mà không cần học các giá trị nền.

Một hàm băm thông thường có thể được dùng để cam kết với dữ liệu mà bạn muốn tiết lộ sau này. Ví dụ, bạn có thể công bố một hash của dự đoán và sau đó chứng minh những gì bạn đã dự đoán bằng cách cho thấy đầu vào gốc. Tuy nhiên, nếu không gian các đầu vào có thể có là nhỏ, kẻ tấn công chỉ cần thử tất cả các lựa chọn cho đến khi tìm thấy khớp. Điều này được giải quyết bằng cách thêm một giá trị ngẫu nhiên gọi là “yếu tố làm mờ” (blinding factor) vào dữ liệu trước khi băm.

Cam kết Pedersen đi xa hơn bằng cách cho phép thực hiện số học trên các cam kết. Một cách hình thức, cam kết C tới giá trị v với yếu tố làm mờ r được tính là C = vG + rH, trong đó G và H là các điểm sinh (generator points) của đường cong elliptic. Tính chất quan trọng là đồng cấu cộng (additive homomorphism): 

C(v1, r1) + C(v2, r2) = C(v1 + v2, r1 + r2)

Điều này có nghĩa là các nút có thể xác minh rằng tổng các cam kết đầu vào bằng tổng các cam kết đầu ra mà không bao giờ cần thấy các số tiền thực.

Chứng minh phạm vi và Bulletproofs

Các cam kết Pedersen chỉ có một lỗ hổng: do chúng hoạt động với số học theo modulo, một người dùng có thể cam kết với một giá trị âm và khai thác tính chất đồng cấu để hiệu quả “tạo tiền” từ con số không. Các chứng minh phạm vi giải quyết điều này bằng cách chứng minh trong điều kiện không tiết lộ rằng số tiền được cam kết nằm trong một khoảng hợp lệ mà không tiết lộ giá trị thực.

Bulletproofs là tiêu chuẩn hiện đại cho các chứng minh phạm vi trong hệ thống giao dịch bí mật (confidential transaction). Chúng mang lại một số lợi thế so với các cách tiếp cận trước đó: kích thước chứng minh tăng theo hàm logarit thay vì tăng tuyến tính theo kích thước khoảng phạm vi; nhiều chứng minh phạm vi có thể được gộp thành một chứng minh duy nhất gọn nhẹ; và chúng không cần thiết lập tin cậy (khác với một số hệ thống dựa trên SNARK). Trong thực tế, mỗi đầu ra giao dịch mang một Bulletproof để bất kỳ nút nào cũng có thể xác nhận số tiền được cam kết là không âm và nằm trong giới hạn, đảm bảo tính toàn vẹn về nguồn cung (supply) trong khi vẫn giữ cho số tiền được bảo mật.

Giao dịch bí mật trong thực tế

Mặc dù giao dịch bí mật (confidential transactions) chưa được triển khai trên mạng chính Bitcoin, nhưng hiện chúng đang chạy trong môi trường sản xuất trên các mạng chuyên biệt:

Sidechain Liquid

Mạng Liquid của Blockstream là một sidechain Bitcoin liên minh (federated) triển khai đồng thời cả giao dịch bí mật và “tài sản bí mật” (confidential assets) như là các tính năng nền tảng. Giao dịch bí mật ẩn số tiền chuyển bằng cam kết Pedersen với các chứng minh phạm vi Bulletproof. Tài sản bí mật mở rộng thêm bằng cách làm mờ cả loại tài sản đang được chuyển, vì vậy người quan sát không thể xác định giao dịch đó liên quan đến L-BTC, chứng khoán được mã hóa, stablecoin hay các tài sản khác đã được phát hành.

Liquid hướng tới việc thanh toán theo mục tiêu tổ chức giữa các sàn giao dịch, bàn OTC và các công ty giao dịch nơi tính bảo mật thương mại là quan trọng. Một liên minh các bên thực hiện (federation of functionaries) quản lý quy trình peg-in/peg-out và ký khối, đổi một phần phân quyền để lấy tốc độ và các tính năng về quyền riêng tư.

Các triển khai khác

Một số giao thức khác sử dụng các kỹ thuật bắt nguồn từ CT (CT-derived). MimbleWimble kết hợp giao dịch bí mật với việc tối thiểu hóa đồ thị giao dịch thông qua một quá trình gọi là “cut-through”, loại bỏ các đầu ra trung gian đã được chi tiêu và nén trạng thái blockchain. Monero sử dụng RingCT (chữ ký vòng kết hợp với giao dịch bí mật) cùng với địa chỉ tàng hình (stealth addresses) để đồng thời che giấu cả người gửi, người nhận và số tiền.

Tuyên lộ có chọn lọc và khóa xem (viewing keys)

Các triển khai CT hiện đại ngày càng hỗ trợ cơ chế tuyên lộ có chọn lọc. Các bên tham gia giao dịch có thể chia sẻ khóa làm mờ (blinding keys) hoặc các khóa xem chuyên dụng với bên kiểm toán, nhà cung cấp tuân thủ hoặc cơ quan quản lý. Cách này cho phép kiểm toán riêng tư đối với các giao dịch cụ thể mà không làm dữ liệu trở nên công khai trên chuỗi, tạo ra mô hình “riêng tư cho cộng đồng nhưng minh bạch cho các bên được ủy quyền”.

Bối cảnh pháp lý và quyền riêng tư tuân thủ

Môi trường pháp lý cho quyền riêng tư trên blockchain đã thay đổi đáng kể. Quy định MiCA của Liên minh châu Âu (EU's Markets in Crypto-Assets) và Quy tắc Travel Rule của FATF đều áp đặt nghĩa vụ đối với các nhà cung cấp dịch vụ tài sản mã hóa (CASPs) trong việc thu thập và truyền thông tin về bên khởi tạo và bên thụ hưởng cho các giao dịch. Dù các quy định này nhắm vào nhà cung cấp dịch vụ chứ không trực tiếp nhắm vào các nguyên thủ mật mã, chúng vẫn gián tiếp gây áp lực lên các tài sản có mức độ riêng tư cao.

Các sàn giao dịch tại các khu vực pháp lý được quản lý đã hủy niêm yết hoặc hạn chế các tài sản khi việc giám sát AML hiệu quả là không khả thi. Điều này đặc biệt ảnh hưởng đến các đồng tiền “privacy” có khả năng che giấu hoàn toàn đồ thị giao dịch. Tuy nhiên, nhìn chung các cơ quan quản lý tỏ ra khoan dung hơn với các hệ thống ẩn dữ liệu thương mại khỏi công chúng trong khi vẫn cung cấp cơ chế minh bạch theo kiểu “chọn tham gia” (opt-in) đối với các tổ chức được quản lý.

Xu hướng thống trị trong vài năm gần đây là “quyền riêng tư tuân thủ” (compliant privacy), kết hợp các chứng minh không kiến thức với việc xác thực danh tính (identity attestations). Người dùng có thể chứng minh rằng họ đã được xác thực KYC hoặc không nằm trong danh sách trừng phạt mà không cần tiết lộ chi tiết danh tính trên chuỗi. Các thiết kế kiểu CT với khóa xem phù hợp một cách tự nhiên với khung này: mặc định là riêng tư, có thể kiểm chứng khi pháp luật yêu cầu.

Giao dịch bí mật có thể đạt được những gì?

Giao dịch bí mật giải quyết một số thách thức thực tế:

  • Bảo mật thương mại: Doanh nghiệp có thể giao dịch trên các blockchain công khai mà không cần tiết lộ khối lượng giao dịch, số tiền thanh toán hoặc dòng tiền trong kho quỹ cho đối thủ.

  • Tính thay thế lẫn nhau (fungibility): Khi số tiền được ẩn, phân tích chuỗi không thể xác định lịch sử hay “dấu vết” (taint) của các đồng xu cụ thể, khiến mọi đơn vị gần như có thể hoán đổi cho nhau.

  • Giảm rủi ro bị “front-running”: Trong bối cảnh DeFi và giao dịch, số tiền bị ẩn ngăn người quan sát phát hiện và khai thác các giao dịch lớn đang chờ xử lý.

  • Khả năng tương thích với quy định: Khác với các hệ thống hoàn toàn ẩn danh, CT có khóa xem có thể đáp ứng yêu cầu kiểm toán và tuân thủ trong khi vẫn giữ được quyền riêng tư ở mức công khai.

Về việc liệu giao dịch bí mật có được tích hợp trực tiếp vào mạng chính Bitcoin hay không, thì trong ngắn hạn vẫn khó xảy ra. Các giao dịch CT lớn hơn đáng kể so với giao dịch chuẩn do gắn các chứng minh phạm vi Bulletproof vào từng đầu ra. Với không gian khối (block space) giới hạn của Bitcoin và cách tiếp cận thận trọng đối với thay đổi giao thức, việc triển khai trên sidechain và các mạng chuyên biệt vẫn là hướng đi thực tế hơn.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Bulletproofs là gì và vì sao chúng quan trọng đối với giao dịch bí mật?

Bulletproofs là một loại chứng minh phạm vi không kiến thức, xác nhận rằng giá trị được cam kết nằm trong một khoảng hợp lệ (không âm và không quá lớn) mà không tiết lộ chính giá trị đó. Chúng quan trọng vì chúng gọn nhẹ (kích thước chứng minh theo hàm logarit), không cần thiết lập tin cậy, và có thể được gộp qua nhiều đầu ra thành một chứng minh duy nhất, khiến giao dịch bí mật trở nên khả thi cho sử dụng trong thực tế.

Giao dịch bí mật khác gì so với các hệ thống chứng minh không kiến thức như Zcash?

Giao dịch bí mật (CT) đặc biệt ẩn số tiền bằng cam kết Pedersen và các chứng minh phạm vi, đồng thời vẫn giữ khả năng nhìn thấy địa chỉ. Các hệ thống không kiến thức như shielded pools của Zcash có thể ẩn đồng thời người gửi, người nhận và số tiền bằng các mạch ZK phức tạp hơn (chẳng hạn như Groth16 hoặc Halo2). CT là một nguyên thủ “nhắm mục tiêu” vào quyền riêng tư của giá trị, còn các hệ thống shielded cung cấp mức ẩn danh rộng hơn với chi phí tính toán cao hơn.

Giao dịch bí mật có hợp pháp không?

Bản thân các kỹ thuật mật mã không bị cấm trong hầu hết các khu vực pháp lý. Các quy định như MiCA và Travel Rule nhắm vào các nhà cung cấp dịch vụ (sàn giao dịch, tổ chức lưu ký) hơn là các phương pháp mật mã gốc. Tuy nhiên, các nhà cung cấp dịch vụ niêm yết các tài sản sử dụng kiểu riêng tư CT có thể đối mặt với các nghĩa vụ tuân thủ tăng cường, đặc biệt liên quan đến giám sát và báo cáo giao dịch.

Vì sao giao dịch bí mật chưa được thêm vào mạng chính Bitcoin?

Các rào cản chính là kỹ thuật: giao dịch CT lớn hơn đáng kể so với giao dịch Bitcoin chuẩn do các chứng minh phạm vi, điều này sẽ tiêu tốn không gian khối vốn bị hạn chế. Việc triển khai CT cũng sẽ cần thay đổi giao thức ở mức đồng thuận (soft fork hoặc hard fork), điều này đòi hỏi sự đồng thuận rộng rãi trong cộng đồng. Văn hóa phát triển Bitcoin thận trọng và những giới hạn về block space khiến việc triển khai trên sidechain trở thành cách tiếp cận được ưu tiên.

Khóa xem là gì và chúng giúp tuân thủ như thế nào?

Khóa xem (viewing keys) là các khóa mật mã cho phép bên thứ ba được chỉ định (kiểm toán viên, cơ quan quản lý, nhà cung cấp tuân thủ) giải mã các số tiền được ẩn trong giao dịch bí mật mà không cần dữ liệu phải công khai trên chuỗi. Các bên tham gia giao dịch có thể chia sẻ các khóa này một cách chọn lọc, cho phép kiểm toán riêng tư nhưng vẫn giữ quyền riêng tư chung trên mạng. Cơ chế này tạo cầu nối giữa tính bảo mật của dữ liệu trên chuỗi và các yêu cầu pháp lý.

Những suy nghĩ kết lại

Giao dịch bí mật đại diện cho một cách tiếp cận mật mã đã được hiểu rõ đối với quyền riêng tư trên chuỗi, cân bằng giữa việc che giấu giá trị và khả năng kiểm chứng của mạng. Thông qua cam kết Pedersen và các chứng minh phạm vi Bulletproof, các hệ thống CT cho phép các nút xác nhận tính hợp lệ của giao dịch mà không cần học các số tiền liên quan..

Đọc thêm

  • Mã hóa đối xứng vs. Mã hóa bất đối xứng

  • Mã hóa đồng cấu đầy đủ (FHE) là gì?

  • Nâng cao tính minh bạch của mật mã với chứng minh không kiến thức

  • Proof of Work (PoW) là gì?

  • End-to-End Encryption (E2EE) là gì?

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Nội dung này chỉ được cung cấp cho bạn theo dạng "nguyên trạng" (as is) để tham khảo chung và phục vụ mục đích giáo dục, không có bất kỳ cam kết hay bảo đảm nào. Nội dung này không nên được hiểu là tư vấn tài chính, pháp lý hoặc tư vấn chuyên nghiệp khác, và cũng không nhằm khuyến nghị việc mua bất kỳ sản phẩm hoặc dịch vụ cụ thể nào. Bạn nên tìm lời khuyên của riêng mình từ các cố vấn chuyên môn phù hợp. Nếu nội dung do bên thứ ba đóng góp, vui lòng lưu ý rằng các quan điểm được nêu thuộc về bên đóng góp thứ ba đó và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Binance Academy. Giá tài sản số có thể biến động. Giá trị khoản đầu tư của bạn có thể tăng hoặc giảm và bạn có thể không lấy lại được số tiền đã đầu tư. Bạn hoàn toàn chịu trách nhiệm về các quyết định đầu tư của mình và Binance Academy không chịu trách nhiệm đối với bất kỳ khoản lỗ nào bạn có thể gặp phải. Để biết thêm thông tin, hãy xem Điều khoản sử dụng, Cảnh báo rủi ro và Điều khoản của Binance Academy.