一、区块链隐私定义
在区块链技术中的隐私主要包括两个方面：身份隐私（指用户身份信息和区块链地址之间的关联关系）、交易隐私（指区块链中存储的交易记录和交易记录背后的知识）
区块链中面临的隐私威胁：
- 网络层面临的隐私威胁：指恶意节点可以擅自接入网络，监听网络层的通信数据。攻击者有可能将网络层捕获的交易信息和始发节点的IP地址关联，从而对用户身份隐私造成威胁。
- 交易层面临的隐私威胁：通过分析全局账本中的交易记录，潜在攻击者有可能对用户的交易隐私和身份隐私带来威胁。
- 应用层面临的隐私威胁：使用区块链技术的用户和提供区块链服务的服务商，这两者在处理区块链业务时都有可能带来隐私泄露威胁。
二、区块链隐私保护
区块链技术有广泛的应用前景，但其当前无法被大规模采用的原因在于：扩展性不足、成本高、用户体验差，以及缺乏隐私保护等。另外，在公有链上实现隐私保护是及其困难的：
- 隐私保护必须作为一个完整协议特性被默认启用。只有全局性的匿名集合才是真正可靠安全。
- 为了启用隐私保护，计算成本会明显增大，但隐私交易要实用，其成本一定要十分低。
- 隐私模型必须支持可编程性，因为现实世界的用例需要不仅仅是转账，这些隐私模型还需要账户恢复，多重签名和支付限度等。
区块链隐私保护（Privacy-Preserving），将覆盖四个方面的研究：
- 1）隐私行代币：由于比特币缺乏隐私，且目前还没在协议层改善其隐私的计划，现已经涌现出一批支持隐私交易的新型加密货币。其中Zcash，使用zk-SNARKs技术。门罗币是另一种隐私代币，使用环签名而非zk-SNARKs技术。匿名用户的网络流量将大大提升门罗币网络的安全性，并确保用户不会因为使用了门罗币而被逮捕或遭到人身伤害。这两个项目的匿名性都存在缺陷，这一点均已得到修正。
- 2）智能合约隐私：合约中的隐私与支付中的隐私不同，由于合约公开包含程序代码。SC目前既缺乏保密性隐藏付款金额，也缺乏匿名性隐藏发送方和接收方的身份。将SC的执行与基础共识机制分隔开来。SC在一个称为安全区的孤立硬件 如英特尔 SGX 内部运行。这个安全区就像一个黑箱，使计算相对于其他应用程序保持隐密。它还可生成一个认可程序得到正确执行的加密证明，将证据存储在区块链中。
- 3）隐私基础设施：除了隐私型代币和关注隐私性的智能合约外，Web 3 堆栈还有其他重要的关注隐私性的基础设施项目值得一提。Orchid 正在尝试构建一个更好的 Tor 版本，在这个版本中，用户通过将额外带宽出租给 Orchid 网络中的中继器来获得代币。BOLT 正在建立一个私人支付渠道，使用盲签名和零知识证明来隐藏参与者在开启、交易和关闭支付渠道时的身份。NuCypher 在构建一个使用代理再加密的去中心化密钥管理系统，以提供与 HTTPS 相同的功能。
- 4）隐私研究：密码学的学术研究推动了隐私领域的创新。隐私研究主要涉及零知识、多方计算、全同态加密等领域。与 zk-STARKs 类似，Bulletproofs 不需要可信任的设置，但验证 Bulletproofs 比验证 zk-SNARKs 证明更耗时。多方计算 MPC 允许一组人基于他们的输入进行联合计算，而不需要每个人显示其输入值。全同态加密 (Fully homomorphic encryption) 则允许人们在加密的数据上计算。
总的来说，隐私性问题是目前密码学研究中最令人兴奋的领域之一，为了让其在现实世界中得以使用，在优化这些理论技术的效率方面还有大量的工作要做。隐私计算不只是为用户隐私问题服务，我们不能通过出售数据实现数据价值，只能通过出售数据结果实现数据价值。也就是说，我们要把数据的所有权和使用权分离，只交易数据使用权，这才是对隐私最好的保护。
区块链确保计算过程和数据可信（解决信任问题），隐私计算实现数据可用而不可见（解决共享问题），两者相互结合实现更广泛的数据协同。结合上面提及的隐私问题痛点，我们需要关注以下几个方面的发展：
1）如何更好的将隐私技术和底层协议进行衔接，使隐私保护成为默认的完整协议特性；
2）不断优化效率和成本，实现实用性；
3）支持可编程性，对开发者更友好，促进更广泛的商业场景。
上述笔记摘抄于https://www.chainnews.com/articles/054420156688.htm
三、区块链隐私保护技术
主要包含解决两个方面的保护：用户身份的匿名性和传输内容的保密性。
匿名性具体通过两个概念来描述：
- 1）交易不可追踪，对于任何交易，无法追踪其付款方是谁；
- 2）交易不可关联，对于向外发送的两笔交易，其他人无法证明其是否发送同一个收款人。
主要的隐私保护技术包括：
- 1）基于混合技术：分为带中心和去中心混合，为了打乱输入和输出之间的对应关系，使得其他用户不知道一笔钱来自那个用户，即实现交易的不可追踪性。但是，若用户选择集合较小、参与混合的用户恶意，可能会泄露用户的私密信息。
- 2）基于环签名的匿名技术：是一种简化的群签名，只有环成员没有管理者，其他用户只知道签名是由环中用户所签，但不知道具体是那个用户。但是，每次交易产生的签名尺寸和环的用户数量相关。
- 3）基于零知识证明的方法：使得输入的比特币地址和输出的比特币地址之间没有直接关系，从而实现了交易的不可追踪性。虽然实现了较好的 匿名性，但是其参数的生成需要可信方的参与，另外生成证明的效率也不高。
- 4）其他隐私保护方法：针对智能合约的隐私，对联盟链的隐私保护。
四、区块链监管技术研究进展
监管具体包括用户身份的监管、交易内容的监管。关于区块链隐私保护基础上的监管问题研究工作较少，根据监管内容的不同，将其分为用户身份的追踪和用户交易内容的监管。
- 1）用户身份的追踪：通过可信机构来对用户的身份进行追踪，多个服务器协同存储账本和身份监管、可链接的群签名方案实现用户身份的可追踪。
- 2）用户内容的监管：目标为隐藏交易数量、交易参与者身份以及交易之间的链接；对于审计者，其可以获得询问的可靠回答。
参考文献：
[1] 李佩丽, 徐海霞, 马添军. 区块链隐私保护与监管技术研究进展[J]. 信息安全学报, 6(3):10.
[2] 祝烈煌, 高峰, 沈蒙,等. 区块链隐私保护研究综述[J]. 计算机研究与发展, 2017, 054(010):2170-2186.
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