Merkle Tree儲備證明的缺陷及改進思路_MER:TREE

作者：蔣長浩 Cobo聯合創始人兼CTO

隨著FTX 倒閉后對中心化機構信任的崩塌，CZ 在 Twitter 上呼吁交易所采用 Merkle Tree 的儲備證明方法來證明他們沒有挪用用戶資產。隨后多家交易所開始響應并積極準備儲備金證明，以向客戶保證他們的資金是安全的。然而Merkle Tree儲備證明方法存在一些基本缺陷。具體來說，中心化機構很容易通過一些路徑繞過這種儲備證明方法希望實現的無挪用檢查。

下文中，我將闡述現有 Merkle Tree 儲備證明方法的兩個基本缺陷，并就如何改進提出一些想法。

為了緩解用戶和中心化機構之間的信息不對稱，現有的儲備證明通常采用傳統的審計方法，即由受各方信任的第三方審計公司出具審計報告，證明中心化機構鏈上持有的資產數量（儲備證明）與用戶資產余額總和（負債證明）相匹配。

Coinbase CEO：Onchain Summer暴露多個Coinbase App用戶體驗不佳，團隊正在改進:8月14日消息，Coinbase首席執行官Brian Armstrong發推稱，Onchain Summer（Base的鏈上活動）暴露的一件事是，目前針對NFT、DApp和L2的主要Coinbase應用程序中，我們的UX（用戶體驗）有多么糟糕。如果我們面對事實，就會有動力去改善它。這些都需要一流的體驗，而Onchain Summer是一個巨大的推動力，讓每個員工都能感受到問題并加以解決。

Coinbase Wallet在用戶體驗上優于其他Coinbase應用，但仍有很大改善空間。我們現在幾乎所有員工都在測試這些流程。如果用戶遇到相關問題請向我們反饋，在接下來的兩周內我們將就最大痛點迅速更新。[2023/8/14 16:24:47]

對于負債證明，中心化機構需要生成包含用戶帳戶信息和資產余額的 Merkle Tree。Merkle Tree本質上建立了用戶賬戶資產余額的匿名化且不可篡改的快照。每個用戶可以獨立計算其賬戶的哈希值，并確定他們的賬戶是否包含在Merkle Tree中。

此前遭到黑客攻擊的BSC收益聚合器Merlin Lab停止運營:據官方消息，BSC收益聚合器Merlin Lab宣布停止運營。官方提醒用戶從網站上提取資金，并不要購買代幣。此前消息，PeckShield派盾預警顯示，Merlin Lab遭到黑客攻擊，此次攻擊源于MerlinStrategyAlpacaBNB中存在的邏輯漏洞，合約誤將收益者轉賬的WBNB作為挖礦收益，使得合約增發更多的$MERL作為獎勵。[2021/6/30 0:15:40]

對于儲備證明，中心化機構需要提供其持有的鏈上地址，并對其進行驗證和審計。一種常見的做法是要求中心化機構提供數字簽名以證明其對鏈上地址的所有權。

在 Merkle Tree 的快照和鏈上地址所有權確認完成后，審計機構對負債和儲備兩端各自的資產總量進行核對，進而判斷中心化機構是否挪用了用戶資金。

聲音 | GameFarmer 創始人胡烜峰：做虛擬經濟，首先要改變生產關系:在8月2日，由 DappReview 與 CocoaChina 共同主辦的全球區塊鏈游戲生態大會（GBGEC）上，GameFarmer 創始人 胡烜峰表示：別想自己做游戲的，你做的虛擬經濟。虛擬資產和現實資產越來越接近，兩者之間的區別是用戶是不是足夠大，經濟是不是繁榮。做虛擬經濟，我們首先要改變生產關系。要重塑生產關系，讓價值創造市值。[2019/8/2]

儲備證明方法存在的一個問題是，審計只是基于某一個特定的時間點并且通常每隔幾個月甚至幾年才進行一次。也就是說，中心化交易所仍然有機會挪用用戶資金并輕易通過借貸的方式在審計期間填補空缺。

Pomerantz律師事務所宣布對Overstock提起訴訟:2018年4月7日，Pomerantz律師事務所宣布對Overstock（納斯達克股票代碼：OSTK）及其一部分高管提起訴訟。訴訟聲稱，在整個集體訴訟期間，被告對本公司的業務、運營和合規政策作出重大虛假和誤導性陳述。具體而言，被告做出虛假和/或誤導性陳述和/或未能透露：1.庫存過多的加密貨幣，供應問題嚴重且可能違法;2.公司的Medici業務正在虧損; 3.由于上述情況，Overstock的公開聲明在所有相關時間內都存在重大錯誤和誤導。Overstock是一家互聯網零售商，2014年底成立全資子公司Medici Ventures（Medici）進軍區塊鏈。[2018/4/8]

提供相關數字簽名并不同于對于相應地址上資產的所有權。中心化機構可以與外部資金方合謀提供鏈上資產證明。外部資金方甚至可以使用同一筆資金為多家機構同時提供資產證明。目前的審計方法很難對這種欺詐行為進行識別。

一個理想的儲備證明系統應該向審計者和最終用戶提供對負債和儲備進行實時檢查的能力。但是，它也會隨之帶來高昂的成本和/或用戶帳戶信息的泄露。在獲得足夠數據的情況下，第三方審計公司甚至可以根據匿名數據推斷出用戶的倉位信息。

為了防止審計期間儲備證明被偽造的可能性且不以泄露用戶信息為代價，我在此提出以下兩個主要想法：

以不可預測的時間間隔進行隨機審計將使中心化機構很難操縱賬戶余額和鏈上資產。這種方法還可以通過對被隨機性審計抓包的忌憚來威懾不當行為。

如何實踐：審計請求可以由受信任的第三方審計機構隨機發送至中心化機構。在收到指令后，中心化機構需要生成 Merkle Tree，其中包含在該特定時間點即按照區塊高度編號標記的用戶賬戶余額（負債證明）。

在隨機審計期間，中心化機構需要在很短的時間內提供儲備證明。這對于為用戶管理大量鏈上地址的中心化機構（例如交易所）來說是一個很大的挑戰。即使中心化機構可以將其大部分資產存儲在幾個固定的地址上（例如熱錢包或冷錢包），存儲在大量鏈上地址中的資金總量仍然很大。在審計期間將所有這些地址中的資金歸集到少數的公開地址上是一項非常耗時的工作。這樣的時間差也給了挪用行為足夠的空間可以去尋求借貸或資金幫助來填補空缺。

中心化機構是否有可能直接在其真正持有資產的地址上證明儲備，而無需將鏈上資產整合到少數地址上？一種可能的方法是利用 MPC 閾值簽名方案 (MPC-TSS) 技術。

概括來說，MPC-TSS 是一種先進的加密技術，它將私鑰分成兩個或多個私鑰分片，并在加密后由多方持有。這些私鑰分片的持有者可以在無需交換各自的私鑰分片或合并私鑰的情況下共同合作簽署交易。這個MPC-TSS托管技術也是Cobo最近已經推出的一個產品。

在這個解決方案下，第三方審計機構（可以是律師事務所、審計事務所、托管人、受托人甚至監管機構本身）可以持有一份私鑰分片，而中心化機構持有剩余的私鑰分片。只要將“閾值”設置為大于一的數字，所有資產仍將處于中心化機構的控制之下。同時要指出的是，為了讓中心化機構能夠生成大量由審計方共管的地址，MPC-TSS共管方案需要支持BIP32協議。由于擁有一把私鑰分片，審計機構可以確定的知道中心化機構鏈上的地址集合，并且統計出在指定區塊高度中心化機構的資產規模。

蔣長浩

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