首页 > web3 >隐私交易设计揭秘：Zcash与Aleo技术对比

隐私交易设计揭秘：Zcash与Aleo技术对比

来源：互联网 2025-09-30 16:30:01

Aleo和Zcash在隐私设计上相似，但Aleo具有可编程隐私性。两者都使用类似结构的基本单元，Zcash使用note，Aleo使用record。Aleo的record包含可编程的birth和death predicate，支持用户定义条件。

邀请好友注册并登录，获取价值高达60000元的数字货币盲盒

从学术的角度来看，Aleo的可编程隐私设计与早期的Zcash白皮书（zerocash）更为相似，包括相似的Key结构、Note结构以及类似的术语（如Zcash中的sn，即序列号，在Aleo中被称为nf）。本文基于Zcash的最新论文和Aleo的ZEXE进行比较。虽然在具体细节上，如Key结构和使用的密码学方法上有所不同，但从高层次设计上来看，两者大体相同。

除了前面提到的技术细节外，还有一些其他技术细节尚未涉及，如委托证明方案、零知识证明算法、递归/聚合方案等，有兴趣的读者可以进一步研究。

虚拟币交易推荐使用币安交易所进行交易

苹果用户和电脑端用户也可以直接进入币安官网下载：点击访问币安官网下载注册

安卓用户可以直接下载币安安装包：点击下载币安安装包

Zcash

1. 关于Zcash？

一个简短的视频可以让你在2分钟内了解Zcash。

https://zcash.readthedocs.io/en/latest/rtd_pages/basics.html

特点：

匿名版的BTC，采用UTXO模型

仅限于支付场景，不具备可编程性

2. 主要概念

注意：Zcash经过多次协议升级，我们只关注最新版本。主要介绍Zcash中的各个核心概念。

2.1 Key components

图片来源（Zcash protocol specification: section 3.1, page 12）

你可以在Zcash protocol specification: section 4.2.3, page 36了解这些Key的计算方式。

https://zips.z.cash/protocol/protocol.pdf

2.2 Note

note是Zcash协议中的基本单元，类似于BTC中的UTXO；在Zcash中，所有交易的输入和输出都是notes。当然，Zcash也支持非匿名的交易，这样和BTC的交易模式一样。

要想更深入地了解Zcash，得先需要了解note的数据结构：

图片来源（Zcash protocol specification: section 3.2, page 14）

在Zcash的协议中，因为隐私的需求，note是不能公开的，因此，需要计算对应的commitment来代表这个note，计算方式如下：

图片来源（Zcash protocol specification: section 3.2, page 15）

2.3 Action transfer

一笔交易里，可能包含多个action transfer，每个action transfer会花费老的note，生成新的note，其数据结构如下：

图片来源（Zcash protocol specification: section 4.6, page 41）

2.4 Action statement

公共输入是：

隐私输入是：

证明statement为：

图片来源（Zcash protocol specification: section 4.17.1, page 40）

花费的note的完整性，和noteplaint唯一绑定

花费的note的有效性，cm tree的存在性证明

Value承诺的完整性，和rcv, old value, new value唯一绑定

Nullifier的完整性，防止double spend，维护一个花费的note set

花费的note的合法性

地址的完整性

新note的完整性

flag的合法性

2.5 交易结构和示例

2.5.1 交易结构

图片来源（Zcash protocol specification: section 7.1, page 119）

整个交易结构包含四个部分：

Public info (1 - 5)

Transparent transactions info (6 - 9)

Sapling transactions info (10 - 16)

Orchard transaction info (17 - 25)

2.5.2 从 transparent 到 shield

Orchard协议里包含两种地址，transparent address(TA) 和 shield address(SA)。一般，为了执行隐私交易，需要先从TA往SA转账，此时对应的交易结构应为：

Public info (1 - 5)

Transparent transactions info (6 - 9)

tx_in_*：实际值

tx_out_*：默认值

Sapling transactions info (10 - 16)

All：默认值

Orchard transaction info (17 - 25)

All：实际值

2.5.3 从 shield 到 shield

Orchard协议里包含两种地址，transparent address(TA) 和 shield address(SA)。一般，为了执行隐私交易，需要先从TA往SA转账，此时对应的交易结构应为：

Public info (1 - 5)

Transparent transactions info (6 - 9)

All：默认值

Sapling transactions info (10 - 16)

All：默认值

Orchard transaction info (17 - 25)

All：实际值

2.5.4 从 shield 到 transparent

Orchard协议里包含两种地址，transparent address(TA) 和 shield address(SA)。一般，为了执行隐私交易，需要先从TA往SA转账，此时对应的交易结构应为：

Public info (1 - 5)

Transparent transactions info (6 - 9)

tx_in_*：默认值

tx_out_*：实际值

Sapling transactions info (10 - 16)

All：默认值

Orchard transaction info (17 - 25)

All：实际值

2.6 如何实现隐私？

Unlinkable

生成的note用cm表示，花费的note用nf表示，nf和cm之间无任何联系，因此，任何人都无法通过这些信息去判断任何一个被生成的note是在哪一笔交易里被花费的。

Private

ⅰ. Sender address：

交易信息里不包含sender地址且spendAuthSig为一次性签名（每次都不一样，所以公钥不同，rk）。

ⅱ. Receiver address：

交易里不包含receiver的地址且新的Note plaint用的是receiver的公钥加密（接受者的隐私地址也是一次性的）。

ⅲ. Value：

用pedersen commitment形式隐藏Note，且通过bindsig来保证交易的balance属性。

Aleo

1. 和Zcash的异同

Zcash只能执行基于UTXO模型的隐私交易，不具备可编程性；因此，Aleo和Zcash最主要的区别是隐私可编程性；相同点是都支持隐私属性（交易隐私，不只包含资产类）。

2. Aleo VS Zcash

2.1 Unit

和Zcash的note不同，Aleo里的基本操作单元是record（BTC里的是UTXO），下面让我们看一下两者的主要区别：

图片来源（Zcash protocol specification: section 3.2, page 14）

图片来源（Zexe protocol specification: section 3.1, page 17）

虽然具体参数名称不相同，但是从功能角度来看，两者之间具有对应关系：

分别对应note拥有者的地址信息，承诺相关信息, nf/sn相关信息，value相关信息。

所以，两者结构基本类似；主要的区别在于record里的birth predicate，death predicate。这是两个Boolean类型的函数，代表着，当一个record在birth(generate)和death(spend)阶段，分别需要满足的条件，这一块是支持user-defined，因此具有可编程性。

2.2 交易结构

图片来源（Zexe protocol specification: section 3.1, page 17）

和Zcash(2.5.1)的交易主要结构相比，仍然相似：

消费的record对应的序列号sn，在Zcash里用nf表示，都是具有全局唯一性。

新生成的record对应的承诺。

新生成record的plaint，包括拥有者信息，对应的birth/death predicate等。

2.3 Prover statement

图片来源（Zexe protocol specification: section 2.4, page 13）

需要证明：

Old record的有效性

Old record的合法性（具备花费record的权利）

New record的有效性