矩陣元發(fā)布新一代區(qū)塊鏈安全計算架構(gòu)

2017年9月16日，全球領先的區(qū)塊鏈基礎設施技術(shù)服務商矩陣元，在上海發(fā)布了圍繞區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)安全計算的四大技術(shù)——安全多方計算平臺（MPC）、非交互零知識證明（NIZK）、硬件錢包以及區(qū)塊鏈平臺JUICE。

      談到行業(yè)未來，矩陣元創(chuàng)始人孫立林表示，區(qū)塊鏈作為下一代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施，將推動數(shù)字化公共基礎設施的重構(gòu)與革新。矩陣元作為專注于分布式可信數(shù)據(jù)交換與協(xié)同計算服務商，將在計算復雜性、密碼學等相關領域的算法設計與工程上實現(xiàn)不斷探索與前進，從不同角度與客戶共同構(gòu)建安全、可信、共享的區(qū)塊鏈基礎設施。

矩陣元推出安全多方計算（MPC）企業(yè)級應用平臺

經(jīng)過長期的研發(fā)投入與學術(shù)探索，矩陣元聯(lián)合中科院信息安全國家重點實驗室、武漢大學頂級密碼學專家進行技術(shù)攻關，于9月15日宣布推出MPC企業(yè)級應用平臺（multi-party computation, MPC）。

矩陣元MPC平臺保證多個參與方的數(shù)據(jù)無需先歸集后分析，將數(shù)據(jù)保存在本地進行協(xié)同計算。該平臺可滿足用戶自定義的計算邏輯，作為一個通用平臺，可部署在多個應用場景。

基于MPC平臺，矩陣元同時推出了完整的區(qū)塊鏈密鑰恢復方案。該解決方案基于用戶的生物信息與多個中心共同協(xié)作，通過MPC技術(shù)對密鑰進行加密和解密。中心無法單獨獲取密鑰，只有與用戶共同計算才能進行秘鑰恢復。矩陣元于9月16日在“2017算法世界論壇”上展示了其基于MPC的區(qū)塊鏈密鑰恢復方案。

安全多方計算技術(shù)一直是密碼學中重點研究的領域。主要的難點在于工程化的難度太高，且性能無法滿足實際需求。因此，近兩年來，安全多方計算的實用化成為了密碼學界非常熱門的話題。

此次矩陣元推出的MPC企業(yè)級應用平臺，對平臺的整體框架進行了大量的優(yōu)化，可支持毫秒級時延的兩方計算，且參與方的數(shù)量可持續(xù)增加，是密碼學在工業(yè)界應用的重大突破。

關于安全多方計算

安全多方計算由圖靈獎獲得者、中國科學院院士姚期智先生首次于1982年提出，姚先生以著名的百萬富翁問題來解釋安全多方計算。百萬富翁問題指的是，在沒有可信第三方的前提下，兩個百萬富翁如何不泄露自己的真實財產(chǎn)狀況來比較誰更有錢。這個問題看上去不太可能，但安全多方計算卻能為多個參與方在不泄露輸入數(shù)據(jù)隱私的前提下進行協(xié)同計算提供了完整的解決方案。MPC技術(shù)在金融領域的跨行業(yè)用戶征信、風控、用戶識別、密鑰管理等場景中有巨大的應用價值。

矩陣元發(fā)布高效的區(qū)塊鏈零知識證明解決方案

矩陣元針對以太坊框架下聯(lián)盟鏈的具體應用場景，聯(lián)合中科院信息安全國家重點實驗室、武漢大學密碼學頂級專家進行技術(shù)攻關，推出聯(lián)盟鏈上可證明安全的非交互零知識證明（NIZK）解決方案。

該方案全面支持以太坊的賬戶模型和智能合約，支持輕量級終端，針對具體的代數(shù)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，在性能上有了較大的突破。矩陣元已于9月16日在算法世界論壇上展示其基于MPC的區(qū)塊鏈密鑰恢復方案。

矩陣元對其NIZK方案進行了大量的測試，方案的證明平均生成時間為70ms以內(nèi)，平均驗證時間為50ms以內(nèi)，證明時內(nèi)存占用量小于4M，可完全適用于如智能手機等輕終端使用。

零知識證明在區(qū)塊鏈隱私保護中的作用越來越重要。目前，在數(shù)字貨幣中就嘗試使用零知識證明解決交易雙方的隱私問題。但是在應用模型上，已有的零知識證明方案只針對比特幣的UTXO模型，且很難推廣到以太坊的賬戶模型中，因此也制約了其對智能合約的支持。由于這些限制，現(xiàn)有的零知識解決方案很難推廣到到聯(lián)盟中，特別是基于以太坊框架的聯(lián)盟鏈。

現(xiàn)有的零知識解決方案在生成證明時，先將證明內(nèi)容轉(zhuǎn)化成門電路的形式，該過程需要消耗大量的計算資源和時間，因此證明只能在計算能力充足的節(jié)點（比如礦工節(jié)點）才能生成，這大大限制了其適用場景。

關于零知識證明

zero-knowledge proof（零知識證明）由S.Goldwasser、S.Micali及C.Rackoff在20世紀80年代初提出的。它指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用的信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。比如，在區(qū)塊鏈應用中，所有賬戶的余額都加密存儲在鏈上，當一個用戶向另一個用戶轉(zhuǎn)賬時，首先需要證明自己有足夠的余額供轉(zhuǎn)賬。零知識證明在供應鏈金融，股權(quán)非交易過等應用中有巨大的應用價值。

矩陣元發(fā)布藍牙USB二合一硬件錢包

矩陣元于9月15日針對聯(lián)盟鏈推出安全硬件解決方案——藍牙USB二合一的硬件錢包。

矩陣元硬件錢包適配矩陣元的聯(lián)盟鏈端到端的安全解決方案。在提供私鑰的安全存儲和使用之外，矩陣元錢包支持聯(lián)盟鏈底層準入控制，支持PC端和IOS、Android移動端，支持Paillier加法同態(tài)算法以及提供用戶隱私的群簽名算法。矩陣元已于9月16日的算法世界論壇上演示了該硬件錢包。

“無硬件，不安全”，算法的實現(xiàn)本身需要安全的載體，安全硬件是必不可少的。區(qū)塊鏈中對簽名私鑰的擁有權(quán)決定著賬戶資產(chǎn)的擁有權(quán)。同時，由于區(qū)塊鏈弱中心或者多中心的架構(gòu)，用戶的私鑰不適合由平臺保管，平臺無法自證清白。因此，私鑰安全存儲、使用及管理是保證區(qū)塊鏈安全的根本。

矩陣元硬件錢包通過專用加密芯片實現(xiàn)密碼運算，私鑰寫到硬件錢包中別人無法拷貝和讀取。通過硬件進行授信，提高安全級別，所見即所簽，確保交易安全。用戶私鑰離線存儲在硬件錢包中，既能保證安全性，又不易丟失。

據(jù)悉，矩陣元還將在近期推出企業(yè)級的加密機解決方案。其功能包括支持同態(tài)加解密和群簽名驗簽，支持零知識證明生成、驗證以及支持安全多方計算等。

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