ION:詳解最小化反共謀基礎設施MACI：鏈上治理中的抗勾結框架_STA

關于這篇文章的背景，請參考《二次方投票和二次方資助》。在這篇文章發布后的一個月，BSC基金會在DoraHacks開發者平臺HackerLink上運行了BSC生態第一輪二次方資助?，并在其后的15天中收到了全球超過60個開發者團隊提交的項目。

在《二次方投票和二次方資助》中，我介紹了Vitalik的博客《Quadratic Payments》所提到的三個問題：身份偽造攻擊（Identity Bribery）、勾結（Collusion）、理性忽視問題（Rational Ignorance）。這三個問題其實不限于二次方投票，而是鏈上治理機制所遇到的通用問題。因此，這些問題的解決方案不僅可以使得二次方投票更規模化和更安全，還可以惠及更多鏈上治理的機制。

這篇文章的目標是為設計一種“非合作二次方投票”，或“抗勾結二次方投票”的機制做準備。在這種場景下，投票者無法相互之間合作，因此就沒有了勾結的可能性。這種機制一個基礎框架是，Vitalik Buterin在Ethresear上發表的文章《Minimal anti-collusion infrastructure》 （MACI）。因此，我們先解釋MACI的機制，從而為進一步探討如何使用MACI改進二次方投票，消除勾結（Collusion）的可能性。

以太坊非零地址數創歷史新高:金色財經報道，Glassnode數據顯示，以太坊非零地址數達103,252,724，創歷史新高。[2023/7/24 15:54:03]

MACI是“最小化抗勾結框架”。背景材料參考Vitalik Buterin 的博客https://ethresear.ch/t/minimal-anti-collusion-infrastructure/5413 ，以及《On Collusion》 https://vitalik.ca/general/2019/04/03/collusion.html

很多的鏈上治理應用需要“抗勾結”這個特性，但同時又需要區塊鏈對交易執行以及抗審查、保護隱私的保證。投票是有這種需求的一個重要場景，因為很明顯在投票中，抗勾結是必須的，同時對執行結果的正確性的要求是很高的，需要保護計票過程，最后，還需要防止對投票者的審查。

假設有一個智能合約\(R\)，包含一個公鑰的列表 \(K_1 ... K_n\), 以及一些必要的函數，可以把這些公鑰注冊到智能合約中。另外，只有符合以下兩個條件驗證身份的參與者的公鑰可以進入到R中：

Aura Finance：已完成由Zellic進行的第二次審計:6月17日消息，BAL質押和流動性挖礦一站式平臺Aura Finance發推稱，已完成了由Zellic進行的第二次審計，同時部署至Arbitrum的AIP提案現已啟動。[2023/6/17 21:42:52]

賬戶屬于一個“合法”的參與者（一個獨立的人，某個社區的成員，比如擁有某個國家的國籍、在一個論壇上有足夠高的聲譽、持有不少于某個數量的Token…）

賬戶持有人個人控制密鑰（例如，如果需要的話，可以打印出來以證明）

每一個用戶需要stake一筆錢: 如果任何人泄漏了自己的私鑰，那么得到私鑰的人可以直接取走這筆錢，從而這個賬戶就會從列表中被移除。這個機制抑制了任何人把私鑰交給別人。

另外，假設有一個操作員(\(operator\))，他有一個私鑰\(k_\omega\), 和一個對應的公鑰\(K_\omega\).

以太坊核心開發者共識會議：將為 Deneb 升級納入與測試 EIP-4788、EIP-6987:5月7日消息，Galaxy 研究副總裁 Christine Kim 發文總結第 108 次以太坊核心開發者共識會議。其中，開發者同意考慮將 EIP-4788、EIP-6987 納入 Deneb 進行測試。EIP-4788 將啟用執行層上的共識層狀態證明，以通過智能合約進行無信任驗證。此前 PR #3175 正處在格式化為 EIP 的過程中，將改為 EIP-6987，即出于安全考慮，防止罰沒（slashed）驗證節點被選為區塊提議者。開發者討論了在 Deneb 規范中引入一個額外的變量與常量，以允許執行層具有更大的彈性，以獨立于共識層調整每個區塊的最大 blob 交易數。以太坊核心開發者 Tim Beiko 提醒共識層客戶端團隊，通過 EIP-4844 引入的新 SSZ 類型應在多大程度上與即將到來的 SSZ 升級兼容或針對當前 RLP 標準進行優化，仍然不確定。Ryan 表示，目前在 EIP-4844 中使用「flat hash」的 SSZ 類型是兩頭吃虧的，因為它沒有為 RLP 格式化，但也沒有利用完整的 SSZ 序列化的優勢。開發者將在下周的 ACDE 電話會議上繼續討論這一問題。此外，信標鏈證明子網（attnet）的改造已于 5 月 4 日推出。開發者還在信標鏈 API Github 存儲庫上討論了 PR #317。

考慮到最近的 MEV-Boost 漏洞攻擊，中繼現在在通過 gossip 上廣播前會驗證區塊內容。該功能需要 Lighthouse 與 Prysm 客戶端的自定義分叉。Lighthouse 客戶端開發者 Michael Sproul 提出了一個標準查詢參數，用于在所有共識層客戶端中啟用相同的功能。Prysm 客戶端開發者 Terence Tsao 表示，在某些方面引入次功能會增加對 MEV-Boost 的依賴性，MEV-Boost 是一種用于在以太坊上賺取 MEV 的臨時軟件，應該棄用它以支持 PBS。[2023/5/7 14:48:23]

最后，假設有一個機制 \(M\), 它是一個函數 \(action^n \rightarrow Outputs\), 其中，函數的輸入是\(n\)個參與者的行為，輸出是這個函數定義的某種輸出結果。例如，一個簡單的投票機制是一個函數，根據輸入的值，輸出出現次數最多的那個值。

日本執政黨同意放寬虛擬貨幣的企業稅規定:12月15日消息，日本執政黨同意放寬虛擬貨幣的企業稅規定。一位黨內政客稱，自民黨稅務委員會周四批準了一項提案，免除公司為其發行后持有的加密貨幣的賬面收益繳納稅款。目前持有加密貨幣的利潤，包括未實現的收益，在日本需繳納約30%的公司稅。首相岸田文雄政府將根據黨的決定，在年底前完成年度稅收政策指導方針。政府通常在1月向議會提交立法，為4月1日開始的新財政年度重寫稅法。

此前消息，日本金融監管機構于8月提議放寬加密資產的公司稅規定，并對個股投資者征收更寬松的稅，以支持首相岸田文雄重振經濟的努力。（彭博社）[2022/12/15 21:47:18]

在起始時間\(T_{start}\)，\(operator\)開始一個其實狀態\(S_{start} = {i: (key=K_i, action = \phi。, i \in 1...n\).

在起始時間\(T_{start}\)和結束時間\(T_{end}\)之間，任何注冊的參與者可以向R發送消息，消息用參與者自己的私鑰\(k\)加密。有兩種消息：

數據：近24小時全網爆倉4.38億美元，以太坊爆倉2.33億美元:金色財經報道，據Coinglass數據，近24小時全網爆倉4.38億美元，其中以太坊爆倉2.33億美元，比特幣爆倉1.5億美元，ETC爆倉484.04萬美元。[2022/8/11 12:17:21]

約定行為: 例如投票。參與者需要發送加密過的消息 \(enc(msg = (i, sign(msg = action, key = k_i)), pubkey = K_\omega)\), 其中\(k_i\)是這個參與者當前的私鑰，\(i\)是參與者在\(R\)中的id

更新密鑰: 參與者需要發送加密過的消息\(enc(msg = (i, sign(msg = NewK_i, key = k_i)), pubkey = K_\omega)\), 其中\(NewK_i\)是參與者要變更的公鑰, \(k_i\)是這個參與者當前的私鑰

這時，操作員的工作是按照消息上鏈的先后順序處理每一個消息。具體的處理過程：

使用操作員私鑰解密消息。如果解密失敗，或者解密對應的信息無法解碼成為以上的兩類信息，則直接跳過這條信息

使用\(state[i].key\)驗證消息的簽名

如果解碼后的消息是約定的行為(\(action\))，那么設置\(state[i] = action\), 如果解碼后的消息是一個新的公鑰，那么設置\(state[i].key = NewK_i\)

在\(T_{end}\)之后，操作員必須公布輸出狀態 \(M(state.action, ... , state[n].action)\), 同時給出一個ZK-SNARK，證明這個輸出是正確的結果。

假設一個參與者想要證明他做過什么，例如做過\(action\) \(A\)，他可以引用一個鏈上的交易\(enc(msg = (i, sign(msg = A, key = k_i)), pubkey = K_\omega)\)，并且提供一個零知識證明，驗證這筆交易的確是包含\(A\)的加密信息。但是，他無法證明他沒有發出別的交易，例如他可能發出過一筆更早的交易，把公鑰換成了一個新的\(NewK_i\)，因此前面的證明也就變得沒有意義了，因為如果他更換過密鑰的話，他可能已經做了別的動作。

參與者還可能把私鑰給其他人，但是這樣做的話那個人拿到私鑰后就可以立即試圖修改密鑰。這樣的話 1) 有50%的成功率，2) 會導致拿到密鑰的人直接拿走之前stake的存款。

接收方在可信硬件環境中，或者接收方在可信多簽的情況下，賣出私鑰

原有的私鑰在一個可信的硬件環境中的攻擊，這個環境可以防止私鑰變更為任何攻擊者們不事先知道的私鑰

第一種情況，可以通過特別設計的復雜簽名機制，而這種設計對可信硬件和多簽不友好。不過這種設計需要確保驗證函數對ZKP友好。

第二種情況可以通過“面對面零知識證明”解決，例如，參與者可以把私鑰拆解為\(x + y = k_i\)，公布\(X = x*G\) 和 \(Y = y*G\), 并且給驗證者展示兩個信封，分別包含\(x\)和\(y\); 驗證者打開一個，檢查公布的\(Y\)是正確的，然后檢查\(X + Y = K_i\)。

這種機制可以用來改進包括投票在內的多種鏈上治理機制。在二次方資助中，當資金池規模非常大的時候，或者當二次方資助被用于更大的場景時(例如大選、國會審批預算等場景)，勾結就會成為一個必須被解決的問題。因此，設計一個抗勾結二次方投票(Anti-collusion quadratic funding)機制，可以規模化二次方資助。

Vitalik Buterin, Minimal anti-collusion infrastructure,

https://ethresear.ch/t/minimal-anti-collusion-infrastructure/5413

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