Trusted Setup

Trusted Setup là gì?

Trusted setup là một quy trình mật mã dùng để tạo các tham số công khai cho một số hệ thống bằng chứng không tiết lộ, cơ chế cam kết đa thức và giao thức blockchain tập trung vào quyền riêng tư.

Trong crypto, trusted setup thường được nhắc đến liên quan đến zk-SNARK, cam kết KZG, coin riêng tư, rollup và các hệ thống dữ liệu blockchain có khả năng mở rộng.

Quy trình thiết lập tạo ra chuỗi tham chiếu chung, còn gọi là CRS, chuỗi tham chiếu chung có cấu trúc hoặc SRS, để prover và verifier sử dụng sau này nhằm tạo và kiểm tra bằng chứng.

Từ “trusted” không có nghĩa người dùng phải tin tưởng mù quáng vào một công ty hoặc một nhà phát triển.

Nó có nghĩa là tính bảo mật của hệ thống phụ thuộc vào việc ít nhất một người tham gia thiết lập tạo ngẫu nhiên bí mật một cách trung thực, sau đó hủy vĩnh viễn phần ngẫu nhiên bí mật đó.

Nếu mọi người tham gia đều không trung thực hoặc bị xâm phạm, quá trình thiết lập có thể trở nên không an toàn.

Nếu ít nhất một người tham gia đóng góp tính ngẫu nhiên thực và xóa đúng cách, các tham số công khai cuối cùng vẫn có thể an toàn.

Tài liệu về bằng chứng không tiết lộ của Ethereum giải thích rằng việc tạo tham số công khai là khâu nhạy cảm, vì nếu entropy dùng để tạo CRS đến tay một prover không trung thực, prover đó có thể tính được các bằng chứng giả.

Đối với người dùng crypto, trusted setup quan trọng vì đây là một trong những giả định tin cậy ẩn sau một số hệ thống mật mã tiên tiến.

Một giao thức có thể phi tập trung ở lớp giao dịch nhưng vẫn phụ thuộc vào một nghi thức thiết lập phải được thực hiện chính xác.

Vì sao Trusted Setup quan trọng trong crypto?

Trusted setup quan trọng vì nhiều hệ thống blockchain sử dụng bằng chứng mật mã để giúp giao dịch riêng tư, có khả năng mở rộng hoặc giảm chi phí xác minh.

Bằng chứng không tiết lộ có thể cho phép người dùng chứng minh một phát biểu là đúng mà không tiết lộ dữ liệu riêng tư đằng sau phát biểu đó.

Điều này hữu ích cho thanh toán riêng tư, bằng chứng danh tính, bằng chứng hợp lệ của rollup, hệ thống duy trì tuân thủ và các thiết kế Bằng chứng dự trữ.

Một số hệ thống bằng chứng hiệu quả nhất yêu cầu tham số thiết lập trước khi có thể sử dụng.

Nếu các tham số này được tạo an toàn, hệ thống có thể tạo bằng chứng nhỏ và nhanh.

Nếu các tham số này được tạo không an toàn, kẻ tấn công có thể tạo bằng chứng giả nhưng trông có vẻ hợp lệ.

Điều này có thể đe dọa tính đúng đắn của giao thức.

Tính đúng đắn có nghĩa là verifier không nên chấp nhận một phát biểu sai là đúng.

Trong một loại tiền mã hóa, việc mất tính đúng đắn có thể cực kỳ nghiêm trọng vì có thể cho phép lạm phát ẩn, rút tài sản không hợp lệ, tạo tài sản giả hoặc chuyển đổi trạng thái gian lận.

Đây là lý do trusted setup không chỉ là một chi tiết kỹ thuật.

Đó là một giả định bảo mật mà người dùng, nhà phát triển, kiểm toán viên và nhà đầu tư nên hiểu trước khi dựa vào một giao thức mật mã.

Trusted Setup hoạt động như thế nào?

Trusted setup thường bắt đầu bằng việc đội ngũ giao thức xác định hệ thống mật mã cần các tham số công khai.

Sau đó, đội ngũ tổ chức một nghi thức để những người tham gia đóng góp tính ngẫu nhiên.

Mỗi người tham gia nhận đầu vào từ bước trước, thêm tính ngẫu nhiên bí mật của riêng mình, tạo đầu ra mới và công bố bằng chứng cho thấy bước đó được thực hiện chính xác.

Sau đó, người tham gia phải hủy tính ngẫu nhiên bí mật đã sử dụng.

Tính ngẫu nhiên bí mật này đôi khi được gọi là toxic waste.

Đầu ra công khai cuối cùng trở thành CRS hoặc SRS được hệ thống bằng chứng sử dụng.

Quy trình thường được thiết kế để không cần phải tin tưởng hoàn toàn vào bất kỳ người tham gia đơn lẻ nào.

Miễn là một người tham gia trung thực và đã hủy bí mật của họ, các tham số cuối cùng sẽ an toàn theo các giả định của nghi thức đó.

Nhiều nghi thức cũng công bố bản ghi, công cụ xác minh, chữ ký và hồ sơ đóng góp để công chúng có thể kiểm tra quy trình có tuân thủ quy tắc hay không.

Tính minh bạch này quan trọng vì trusted setup không chỉ liên quan đến mật mã học.

Nó cũng liên quan đến niềm tin của công chúng vào cách tài liệu mật mã được tạo ra.

Toxic Waste là gì?

Toxic waste là thông tin bí mật được tạo trong nghi thức trusted setup, không bao giờ được tiết lộ hoặc tái sử dụng.

Tên gọi này mang tính kịch tính vì bí mật đó có thể nguy hiểm nếu còn tồn tại.

Nếu kẻ tấn công có được toxic waste, chúng có thể giả mạo bằng chứng, làm giả tính hợp lệ hoặc phá vỡ bảo mật của hệ thống phụ thuộc vào quá trình thiết lập.

Đối với hệ thống zk-SNARK, toxic waste có thể cho phép một prover không trung thực tạo bằng chứng cho những phát biểu không thực sự đúng.

Đối với một loại tiền mã hóa dựa vào các bằng chứng như vậy, điều này có thể trở thành rủi ro lớn.

Trong một số hệ thống riêng tư trước đây, mối lo lớn nhất là toxic waste có thể cho phép tạo coin không bị phát hiện hoặc các giao dịch được che chắn không hợp lệ.

Đây là lý do những người tham gia thiết lập thường áp dụng bảo mật vận hành mạnh.

Họ có thể sử dụng máy tính cách ly mạng, hệ điều hành chạy trực tiếp, entropy từ nguồn vật lý, phá hủy phần cứng hoặc chứng thực công khai.

Quy trình chính xác phụ thuộc vào thiết kế nghi thức.

Nguyên tắc cốt lõi rất đơn giản: các tham số công khai phải còn lại, nhưng các bí mật thiết lập riêng tư phải biến mất vĩnh viễn.

Nghi thức tính toán đa bên là gì?

Nghi thức tính toán đa bên, hay nghi thức MPC, là một phương pháp trusted setup có sự tham gia của nhiều bên độc lập.

Thay vì tin tưởng một người tạo tham số một cách trung thực, hệ thống cho phép nhiều người đóng góp tính ngẫu nhiên.

Mỗi người tham gia thêm entropy vào quá trình thiết lập.

Nếu chỉ một người tham gia trung thực và hủy bí mật của họ, quá trình thiết lập cuối cùng vẫn có thể an toàn.

Đây đôi khi được gọi là giả định “một người tham gia trung thực”.

Nghi thức MPC trở nên phổ biến vì chúng giảm sự phụ thuộc vào một bên đáng tin cậy duy nhất.

Chúng cũng giúp quy trình công khai hơn và do cộng đồng dẫn dắt hơn.

Một nghi thức quy mô lớn có thể bao gồm nhà phát triển, nhà nghiên cứu, validator, người dùng, kiểm toán viên và thành viên cộng đồng.

Tuy nhiên, nhiều người tham gia hơn không tự động đồng nghĩa với bảo mật hoàn hảo.

Nghi thức vẫn cần phần mềm chính xác, xác minh rõ ràng, tính ngẫu nhiên mạnh, công bố bản ghi đáng tin cậy và biện pháp bảo vệ cẩn thận trước các đóng góp độc hại.

Một nghi thức MPC tốt vừa đúng đắn về mặt mật mã vừa minh bạch về mặt vận hành.

Trusted Setup và zk-SNARK

zk-SNARK là viết tắt của zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge.

zk-SNARK phổ biến trong crypto vì có thể tạo ra các bằng chứng gọn nhẹ và xác minh nhanh.

Điều này khiến chúng hữu ích cho các hệ thống quyền riêng tư và khả năng mở rộng.

Một số cấu trúc zk-SNARK yêu cầu trusted setup.

Quá trình thiết lập tạo các tham số công khai mà prover và verifier sử dụng sau này.

Nếu quá trình thiết lập an toàn, hệ thống bằng chứng có thể cung cấp các đảm bảo mạnh mẽ về quyền riêng tư và tính hợp lệ.

Nếu quá trình thiết lập bị xâm phạm, hệ thống bằng chứng có thể chấp nhận các bằng chứng giả.

Rủi ro này là lý do nghi thức trusted setup trở thành một trong những chủ đề được thảo luận nhiều nhất trong các hệ thống crypto không tiết lộ thời kỳ đầu.

Mật mã học hiện đại đã đưa ra các giải pháp thay thế nhằm giảm hoặc loại bỏ yêu cầu trusted setup.

Tuy nhiên, zk-SNARK dựa trên trusted setup vẫn quan trọng vì có thể hiệu quả, gọn nhẹ và thiết thực cho việc xác minh blockchain.

Sự đánh đổi ở đây là hiệu quả so với các giả định tin cậy.

Trusted Setup và cam kết KZG

Cam kết KZG là một cơ chế cam kết đa thức được sử dụng trong hệ thống giao dịch blob của Ethereum và các ứng dụng mật mã khác.

KZG là viết tắt của Kate, Zaverucha và Goldberg, các tác giả của cơ chế cam kết này.

Một cam kết KZG cho phép giao thức cam kết với một đa thức, rồi chứng minh hiệu quả các tuyên bố về đa thức đó sau này.

Trong Ethereum, cam kết KZG được sử dụng trong hệ thống blob được EIP-4844 giới thiệu, còn gọi là proto-danksharding.

Tài liệu chính thức về danksharding của Ethereum giải thích rằng proto-danksharding cho phép rollup thêm dữ liệu rẻ hơn vào các block Ethereum thông qua blob.

Tài liệu này cũng giải thích rằng nghi thức KZG đã tạo các giá trị ngẫu nhiên dùng để xác minh cam kết dữ liệu blob.

Cam kết KZG yêu cầu trusted setup vì chuỗi tham chiếu có cấu trúc chứa các lũy thừa bí mật của một giá trị ngẫu nhiên không được phép bị biết đến.

Nếu bí mật đằng sau quá trình thiết lập bị lộ, một tác nhân độc hại có thể tạo cam kết hoặc bằng chứng gây hiểu lầm.

Đây là lý do Ethereum tổ chức một nghi thức KZG công khai quy mô lớn trước khi dùng cam kết KZG trong môi trường production.

Nghi thức Ethereum KZG

Nghi thức Ethereum KZG là một nghi thức trusted setup công khai quy mô lớn được tạo cho các cam kết KZG dùng trong proto-danksharding.

Trang chính thức KZG Summoning Ceremony của Ethereum mô tả đây là quy trình tạo chuỗi tham chiếu có cấu trúc cần thiết cho cam kết KZG.

Ethereum.org cho biết nghi thức KZG có hơn 140.000 lượt đóng góp, trở thành nghi thức lớn nhất thế giới thuộc loại này.

Bài tổng kết KZG Ceremony của Ethereum Foundation đã công bố hash bản ghi cuối cùng và mô tả đầu ra bản ghi cuối cùng.

Điều này quan trọng vì hệ thống blob của Ethereum phụ thuộc vào cam kết KZG để xác minh dữ liệu hiệu quả.

Proto-danksharding đã hoạt động trên Ethereum Mainnet cùng bản nâng cấp Cancun-Deneb, hay Dencun, vào tháng 3 năm 2024.

Tính đến năm 2026, nghi thức KZG vẫn là một trong những ví dụ thực tế quan trọng nhất về trusted setup công khai quy mô lớn được một giao thức blockchain lớn sử dụng.

Đối với người dùng, nghi thức này phần lớn không thể thấy được.

Đối với bảo mật giao thức, đây là phần cốt lõi trong mô hình tin cậy đằng sau hệ thống cam kết blob của Ethereum.

Zcash và Powers of Tau

Zcash đã góp phần giúp các nghi thức trusted setup được biết đến rộng rãi trong ngành crypto.

Công nghệ quyền riêng tư Zcash thời kỳ đầu dựa vào zk-SNARK yêu cầu tham số thiết lập.

Hệ sinh thái Zcash sau đó sử dụng một nghi thức lớn hơn có tên Powers of Tau để tạo các tham số công khai có thể tái sử dụng cho các dự án zk-SNARK.

Thông báo Powers of Tau của Zcash Foundation cho biết nghi thức này hướng đến việc tạo các tham số công khai một phần mà các dự án dùng zk-SNARK có thể sử dụng.

Thông báo cũng giải thích rằng tính đúng đắn của các bằng chứng sử dụng những tham số đó yêu cầu ít nhất một người tham gia phải hủy một phần tính ngẫu nhiên được lấy mẫu trong nghi thức.

Powers of Tau quan trọng vì đã đưa trusted setup từ một sự kiện riêng tư nhỏ hướng tới quy trình mở hơn, có nhiều người tham gia hơn.

Nó cũng cho thấy các nghi thức có thể công bố bản ghi và công cụ xác minh để công chúng kiểm tra kết quả.

Ví dụ Zcash thường được dùng để lý giải vì sao trusted setup mạnh mẽ nhưng nhạy cảm.

Nếu quá trình thiết lập hoạt động chính xác, người dùng có thể hưởng lợi từ bằng chứng quyền riêng tư hiệu quả.

Nếu quá trình thiết lập bị xâm phạm, người dùng cần hiểu rủi ro đối với tính đúng đắn của hệ thống.

Trusted Setup và Transparent Setup

Trusted setup yêu cầu người tham gia tạo tham số công khai trong khi giữ rồi hủy tính ngẫu nhiên bí mật.

Transparent setup không yêu cầu tính ngẫu nhiên ẩn từ những người tham gia đáng tin cậy.

Các hệ thống bằng chứng minh bạch dùng tính ngẫu nhiên công khai, hàm hash hoặc các phương pháp khác để tránh toxic waste.

ZK-STARK là một ví dụ phổ biến về hệ thống bằng chứng minh bạch.

Tài liệu chính thức về bằng chứng không tiết lộ của Ethereum giải thích rằng ZK-STARK dựa vào tính ngẫu nhiên có thể xác minh công khai thay vì trusted setup.

Điều này khiến ZK-STARK minh bạch hơn zk-SNARK dựa trên trusted setup.

Tuy nhiên, các hệ thống minh bạch có thể có sự đánh đổi.

Chúng có thể tạo bằng chứng lớn hơn hoặc có chi phí xác minh khác.

Hệ thống dựa trên trusted setup có thể cung cấp bằng chứng nhỏ hơn và xác minh nhanh hơn trong một số trường hợp sử dụng.

Lựa chọn phụ thuộc vào nhu cầu giao thức, mô hình bảo mật, kích thước bằng chứng, chi phí prover, chi phí xác minh và các giả định tin cậy của người dùng.

Trusted Setup phổ quát và theo mạch cụ thể

Trusted setup theo mạch cụ thể tạo tham số cho một phép tính hoặc mạch cụ thể.

Nếu mạch thay đổi, quá trình thiết lập có thể phải được thực hiện lại.

Điều này có thể bất tiện với các giao thức cần nâng cấp thường xuyên hoặc có nhiều mạch bằng chứng khác nhau.

Trusted setup phổ quát tạo tham số có thể hỗ trợ nhiều mạch đến một giới hạn nhất định về kích thước hoặc độ phức tạp.

Thiết lập phổ quát linh hoạt hơn vì nhiều dự án hoặc ứng dụng có thể tái sử dụng cùng đầu ra thiết lập.

Powers of Tau thường được thảo luận như một nền tảng thiết lập phổ quát hoặc có thể tái sử dụng cho hệ thống zk-SNARK.

Thiết lập phổ quát có thể giảm số lượng nghi thức cần thiết trong toàn hệ sinh thái.

Tuy nhiên, chúng cũng có thể tập trung nhiều giá trị hơn vào một quá trình thiết lập.

Nếu nhiều hệ thống phụ thuộc vào cùng một thiết lập, niềm tin vào thiết lập đó trở nên quan trọng hơn.

Nhà phát triển nên hiểu hệ thống bằng chứng của mình dùng thiết lập theo mạch cụ thể, thiết lập phổ quát, thiết lập minh bạch hay hoàn toàn không cần thiết lập.

Trusted Setup và Rollup

Rollup là hệ thống mở rộng blockchain xử lý giao dịch off-chain và đăng dữ liệu nén hoặc bằng chứng lên chain cơ sở.

Một số rollup dùng bằng chứng không tiết lộ để chứng minh chuyển đổi trạng thái là hợp lệ.

Nếu hệ thống bằng chứng của rollup dựa vào trusted setup, bảo mật của rollup đó cũng phụ thuộc một phần vào các giả định thiết lập.

Điều này không tự động khiến rollup không an toàn.

Nó có nghĩa người dùng nên hiểu toàn bộ mô hình tin cậy.

Một rollup có thể phụ thuộc vào hợp đồng thông minh, sequencer, prover, khả dụng dữ liệu, khóa nâng cấp, quản trị và các giả định thiết lập mật mã.

Trusted setup là một phần trong bức tranh bảo mật lớn hơn đó.

Với blob Ethereum, cam kết KZG giúp dữ liệu rollup rẻ hơn khi đăng và xác minh.

Đặc tả chính thức EIP-4844 đã giới thiệu giao dịch mang blob, trong đó dữ liệu không thể được truy cập bởi thực thi EVM nhưng cam kết của dữ liệu có thể được truy cập.

Đây là lý do chính khiến trusted setup vẫn liên quan đến khả năng mở rộng Ethereum hiện đại.

Trusted Setup và coin riêng tư

Trusted setup cũng quan trọng trong các hệ thống crypto tập trung vào quyền riêng tư.

Coin riêng tư có thể dùng bằng chứng không tiết lộ để người dùng chứng minh giao dịch hợp lệ mà không tiết lộ chi tiết về người gửi, người nhận hoặc số tiền.

Một số hệ thống riêng tư trước đây dùng zk-SNARK dựa trên trusted setup vì bằng chứng nhỏ và hiệu quả.

Hiệu quả này giúp các giao dịch riêng tư trở nên thiết thực hơn trên chuỗi.

Rủi ro là quá trình thiết lập bị xâm phạm có thể ảnh hưởng đến tính đúng đắn.

Trong một số hệ thống, quyền riêng tư vẫn có thể được bảo vệ, nhưng tính đúng đắn tiền tệ có thể bị đe dọa nếu bằng chứng giả cho phép tạo coin không hợp lệ.

Đây là lý do thiết kế nghi thức thiết lập là phần trọng tâm trong các tranh luận bảo mật coin riêng tư thời kỳ đầu.

Nghiên cứu quyền riêng tư hiện đại tiếp tục tìm cách cải thiện hệ thống bằng chứng, giảm các giả định tin cậy và làm quy trình thiết lập dễ xác minh hơn.

Đối với người dùng, điểm then chốt là công nghệ quyền riêng tư nên được đánh giá dựa trên cả đảm bảo quyền riêng tư và các giả định tin cậy của hệ thống bằng chứng.

Trusted Setup và tính đúng đắn

Tính đúng đắn là thuộc tính theo đó bằng chứng sai không nên được xác minh là đúng.

Trong crypto, tính đúng đắn rất quan trọng vì hợp đồng thông minh và node blockchain có thể tự động chấp nhận bằng chứng mật mã.

Nếu tính đúng đắn bị phá vỡ, hệ thống có thể chấp nhận rút tài sản không hợp lệ, số dư giả, chuyển đổi trạng thái sai hoặc giao dịch riêng tư bị giả mạo.

Trusted setup có thể ảnh hưởng đến tính đúng đắn vì bí mật thiết lập có thể cho phép tạo bằng chứng giả nếu bị biết đến.

Đây là lý do toxic waste phải bị hủy.

Verifier công khai thường không thể biết trusted setup có bị xâm phạm hay không chỉ bằng cách xem các bằng chứng sau này.

Nếu các tham số trông hợp lệ nhưng bí mật bị kẻ tấn công biết được, kẻ tấn công có thể gian lận một cách im lặng.

Điều này khiến trusted setup khác với nhiều lỗi phần mềm thông thường.

Một lỗi thông thường có thể được vá sau khi phát hiện.

Một quá trình thiết lập bị xâm phạm có thể yêu cầu thay tham số, di chuyển hệ thống hoặc thay đổi hệ thống bằng chứng.

Trusted Setup và Zero-Knowledge

Zero-knowledge là thuộc tính mà bằng chứng không tiết lộ thông tin riêng tư không cần thiết ngoài sự thật của phát biểu đang được chứng minh.

Trusted setup chủ yếu liên quan đến tính đúng đắn, nhưng cũng có thể là một phần trong thiết kế rộng hơn của hệ thống bằng chứng.

Thông báo Powers of Tau của Zcash Foundation nêu rằng giao thức bảo đảm tính không tiết lộ của các bằng chứng tạo ra ngay cả khi mọi người tham gia bị xâm phạm.

Sự phân biệt này quan trọng vì các hệ thống bằng chứng có thể sở hữu những thuộc tính bảo mật khác nhau.

Việc thiết lập bị xâm phạm có thể ảnh hưởng đến tính đúng đắn mà không nhất thiết làm lộ quyền riêng tư của người dùng.

Trong các hệ thống khác, triển khai kém hoặc tính ngẫu nhiên không tốt cũng có thể ảnh hưởng đến quyền riêng tư.

Người dùng không nên cho rằng mọi thất bại trong quá trình thiết lập đều có hậu quả giống nhau.

Rủi ro chính xác phụ thuộc vào hệ thống bằng chứng, ứng dụng và thiết kế thiết lập.

Đối với trader và nhà đầu tư, câu hỏi thực tế quan trọng nhất là liệu thiết lập bị xâm phạm có thể gây thiệt hại kinh tế ẩn hay không.

Đối với người dùng quan tâm đến quyền riêng tư, câu hỏi cũng là liệu chi tiết giao dịch riêng tư có thể bị lộ hay không.

Trusted Setup và xác minh công khai

Trusted setup trở nên mạnh hơn khi công chúng có thể xác minh bản ghi nghi thức.

Xác minh công khai nghĩa là bất kỳ ai cũng có thể kiểm tra từng đóng góp có tuân thủ quy tắc giao thức hay không.

Điều này thường yêu cầu công bố bản ghi, hash, chữ ký, phần mềm, hướng dẫn và metadata đóng góp.

Nghi thức KZG của Ethereum đã công bố hash bản ghi cuối cùng và cung cấp bản ghi để xác minh.

Zcash Foundation cũng công bố tham số, bản ghi, công cụ xác minh và chứng thực của người tham gia cho Powers of Tau.

Xác minh công khai không chứng minh mọi người tham gia đều đã hủy toxic waste.

Tuy nhiên, nó giúp chứng minh các bước nghi thức có thể quan sát được được định dạng đúng.

Giả định về người tham gia trung thực vẫn tồn tại.

Đây là lý do tính minh bạch của nghi thức là cần thiết nhưng không phải lúc nào cũng đủ.

Một nghi thức tốt cần cả đầu ra công khai có thể xác minh và việc hủy entropy riêng tư đáng tin cậy.

Trusted Setup và quy mô nghi thức

Nghi thức lớn hơn có thể giảm sự tập trung niềm tin vì có nhiều người đóng góp tính ngẫu nhiên hơn.

Nếu nghi thức an toàn miễn là một người tham gia trung thực, việc thêm nhiều người tham gia độc lập có thể cải thiện mức độ tin cậy.

Nghi thức KZG của Ethereum là ví dụ điển hình vì có hơn 140.000 lượt đóng góp.

Tuy nhiên, quy mô nghi thức không phải là yếu tố duy nhất quan trọng.

Nếu nhiều đóng góp đến từ cùng một thực thể, tính đa dạng thực tế có thể thấp hơn số lượng thô cho thấy.

Nếu phần mềm nghi thức có lỗi, số lượng người tham gia lớn có thể không giải quyết được vấn đề.

Nếu việc xác minh bản ghi khó khăn, người dùng có thể không thể tự kiểm tra quy trình.

Nếu quy trình đóng góp bị kiểm duyệt hoặc khó tiếp cận, nghi thức có thể ít mở hơn vẻ bề ngoài.

Phân tích tốt nên xem xét số lượng và tính đa dạng người tham gia, bảo mật phần mềm, xác minh bản ghi, chất lượng entropy và quản trị xung quanh quá trình thiết lập.

Trusted Setup và kiểm toán bảo mật crypto

Kiểm toán bảo mật cho hệ thống dùng trusted setup nên xem xét nhiều hơn mã hợp đồng thông minh.

Kiểm toán viên nên kiểm tra hệ thống bằng chứng, tham số thiết lập, khóa xác minh, thư viện triển khai, bản ghi nghi thức và logic tích hợp.

Một hợp đồng thông minh có thể gọi verifier đúng cách, nhưng verifier có thể dựa vào tham số không an toàn.

Hệ thống bằng chứng có thể đúng đắn về lý thuyết, nhưng quá trình triển khai có thể xử lý sai đầu vào hoặc các trường hợp biên.

Một nghi thức có thể hợp lệ, nhưng dự án có thể dùng sai khóa xác minh.

Một rollup có thể dùng trusted setup an toàn, nhưng quản trị có thể cho phép bản nâng cấp trong tương lai thay verifier bằng mã không an toàn.

Vì vậy, phân tích trusted setup cần nằm trong đánh giá rủi ro giao thức toàn diện.

Người dùng nên tìm tài liệu rõ ràng giải thích quá trình thiết lập nào được sử dụng, có phải phổ quát hay theo mạch cụ thể không, ai đã tham gia và cách xác minh tham số.

Các dự án không thể giải thích rõ giả định thiết lập của mình cần được thận trọng hơn.

Trusted Setup và khả năng nâng cấp

Khả năng nâng cấp có thể tương tác với rủi ro trusted setup.

Nếu giao thức nâng cấp mạch, hợp đồng verifier hoặc hệ thống bằng chứng, nó có thể cần một quá trình thiết lập mới hoặc tham số xác minh mới.

Thiết lập theo mạch cụ thể có thể trở nên không hợp lệ sau khi mạch thay đổi.

Thiết lập phổ quát có thể hỗ trợ mạch mới mà không cần nghi thức mới hoàn toàn, tùy hệ thống bằng chứng và giới hạn kích thước.

Nếu giao thức âm thầm thay đổi tham số bằng chứng, người dùng có thể không nhận ra mô hình tin cậy đã thay đổi.

Đây là lý do các nâng cấp cần minh bạch và lý tưởng nhất là được bảo vệ bằng quản trị, kiểm toán, timelock và thông báo công khai.

Với rollup, nâng cấp verifier có thể đặc biệt quan trọng vì chúng kiểm soát bằng chứng chuyển đổi trạng thái nào được chấp nhận.

Với hệ thống riêng tư, nâng cấp tham số có thể ảnh hưởng đến cả giả định bảo mật lẫn niềm tin người dùng.

Trusted setup không nên được xem là một sự kiện marketing chỉ diễn ra một lần.

Nó nên là một phần của bảo trì giao thức liên tục và công bố rủi ro công khai.

Trusted Setup và chuỗi tham chiếu chung

Chuỗi tham chiếu chung, hay CRS, là dữ liệu công khai được chia sẻ mà prover và verifier dùng trong một số hệ thống bằng chứng.

CRS có thể gồm phần tử nhóm, các lũy thừa của giá trị bí mật hoặc tài liệu mật mã có cấu trúc khác.

Người dùng thường không tương tác trực tiếp với CRS.

Nhà phát triển và client giao thức sử dụng CRS thông qua phần mềm tạo bằng chứng và xác minh.

Nếu CRS được tạo qua trusted setup, hệ thống phụ thuộc vào giả định rằng bí mật dùng để xây dựng nó không bị biết đến.

Trong một số ngữ cảnh, mọi người dùng CRS và SRS gần như thay thế cho nhau.

SRS thường nhấn mạnh chuỗi tham chiếu có cấu trúc, chẳng hạn các lũy thừa của một giá trị ẩn.

Câu hỏi then chốt là chuỗi tham chiếu được tạo minh bạch hay thông qua trusted setup.

Hiểu điều này giúp người dùng nhận ra điểm mà niềm tin đi vào hệ thống không tiết lộ hoặc cam kết đa thức.

Trusted Setup và chuỗi tham chiếu có cấu trúc

Chuỗi tham chiếu có cấu trúc, hay SRS, là tập tham số công khai có cấu trúc toán học.

Trong cam kết KZG, SRS chứa các giá trị liên quan đến lũy thừa bí mật của một số ngẫu nhiên ẩn.

Các giá trị đó có thể được dùng công khai mà không tiết lộ bí mật.

Nếu bí mật bị hủy và không thể tái tạo, hệ thống có thể tiếp tục an toàn.

Nếu bí mật bị biết đến, hệ thống có thể bị xâm phạm.

Đây là lý do cam kết KZG yêu cầu nghi thức trusted setup.

SRS mạnh mẽ vì cho phép cam kết và bằng chứng hiệu quả.

Nó cũng nhạy cảm vì cấu trúc ẩn tạo ra một giả định tin cậy.

Với nhà phát triển, quản lý SRS gồm nạp chính xác, quản lý phiên bản, xác minh và khả năng tương thích với phần mềm client.

Với người dùng, mối quan tâm chính là liệu SRS có được tạo và xử lý an toàn hay không.

Lợi ích của Trusted Setup

Lợi ích đầu tiên của trusted setup là hiệu quả.

Một số hệ thống bằng chứng dựa trên trusted setup tạo bằng chứng rất nhỏ với chi phí xác minh on-chain thấp.

Lợi ích thứ hai là khả năng mở rộng thực tế.

Bằng chứng nhỏ hữu ích khi blockchain cần xác minh nhiều giao dịch hoặc các phép tính off-chain lớn.

Lợi ích thứ ba là công cụ đã trưởng thành.

Nhiều hệ thống dựa trên trusted setup đã được nghiên cứu, triển khai, kiểm toán và sử dụng trong môi trường production.

Lợi ích thứ tư là tương thích với một số cơ chế cam kết.

Cam kết KZG hiệu quả và hữu ích cho khả dụng dữ liệu cùng hệ thống bằng chứng đa thức, nhưng cần SRS.

Lợi ích thứ năm là khả năng tái sử dụng trong hệ sinh thái.

Thiết lập phổ quát có thể hỗ trợ nhiều ứng dụng mà không cần nghi thức mới mỗi lần.

Các lợi ích này giải thích vì sao trusted setup vẫn có ý nghĩa ngay cả khi đã có các hệ thống bằng chứng minh bạch.

Rủi ro của Trusted Setup

Rủi ro lớn nhất của trusted setup là toxic waste bị lộ.

Nếu bí mật thiết lập bị biết đến, kẻ tấn công có thể giả mạo bằng chứng hoặc cam kết.

Một rủi ro khác là tính đa dạng người tham gia kém.

Nếu tất cả người tham gia bị một kẻ tấn công kiểm soát hoặc xâm phạm, giả định người tham gia trung thực thất bại.

Rủi ro thứ ba là phần mềm nghi thức có lỗi.

Nếu công cụ thiết lập sai, nghi thức có thể tạo tham số yếu hoặc không hợp lệ.

Rủi ro thứ tư là xác minh yếu.

Nếu người dùng không thể xác minh bản ghi, họ phải phụ thuộc nhiều hơn vào bên tổ chức.

Rủi ro thứ năm là tài liệu không rõ ràng.

Nếu dự án không giải thích quá trình thiết lập rõ ràng, người dùng có thể không hiểu mình đang tin tưởng điều gì.

Rủi ro thứ sáu là di chuyển trong tương lai.

Nếu trusted setup sau đó bị coi là không an toàn, giao thức có thể cần chuyển sang tham số mới hoặc hệ thống bằng chứng mới.

Trusted Setup so với không cần Trusted Setup

Hệ thống có trusted setup có thể rất hiệu quả nhưng cần sự tin tưởng vào nghi thức.

Hệ thống không có trusted setup có thể giảm niềm tin liên quan đến nghi thức nhưng có những đánh đổi hiệu năng khác.

ZK-STARK thường được dùng làm ví dụ về hệ thống bằng chứng minh bạch tránh trusted setup.

Một số hệ thống SNARK hiện đại cũng hướng đến giảm, phổ quát hóa hoặc loại bỏ giả định thiết lập.

Lựa chọn tốt nhất phụ thuộc vào nhu cầu của giao thức.

Hệ thống thanh toán riêng tư có thể ưu tiên bằng chứng nhỏ và chi phí xác minh thấp.

Rollup có thể ưu tiên hiệu năng prover, chi phí xác minh và sự linh hoạt khi nâng cấp.

Hệ thống khả dụng dữ liệu có thể ưu tiên cam kết hiệu quả và tương thích lấy mẫu.

Hệ thống xử lý giá trị cực lớn có thể ưu tiên ít giả định tin cậy hơn, ngay cả khi bằng chứng lớn hơn.

Không có câu trả lời phù hợp cho mọi trường hợp.

Trusted setup là một đánh đổi thiết kế cần được đánh giá theo ngữ cảnh.

Cách người dùng đánh giá Trusted Setup

Trước tiên, người dùng nên hỏi liệu giao thức có dùng trusted setup hay không.

Sau đó, họ nên hỏi hệ thống bằng chứng hoặc cơ chế cam kết nào phụ thuộc vào thiết lập đó.

Họ nên kiểm tra thiết lập là phổ quát hay theo mạch cụ thể.

Họ nên kiểm tra có bản ghi công khai hay không.

Họ nên kiểm tra có công cụ xác minh độc lập hay không.

Họ nên kiểm tra số người đóng góp và liệu việc tham gia có mở hay không.

Họ nên kiểm tra dự án có giải thích rõ giả định toxic waste không.

Họ nên kiểm tra giao thức đã được kiểm toán sau khi tích hợp tham số thiết lập chưa.

Họ nên kiểm tra các nâng cấp trong tương lai có thể thay tham số bằng chứng mà không có kiểm soát quản trị mạnh hay không.

Đối với khoản nạp lớn hoặc sử dụng dài hạn, trusted setup nên là một phần trong đánh giá rủi ro của người dùng.

Trusted Setup và rủi ro giao dịch

Trusted setup có thể ảnh hưởng đến rủi ro giao dịch khi token, rollup, bridge hoặc hệ thống riêng tư phụ thuộc vào tính đúng đắn của bằng chứng.

Nếu quá trình thiết lập được tin cậy rộng rãi và có tài liệu tốt, nó có thể hỗ trợ niềm tin vào giao thức.

Nếu quá trình thiết lập gây tranh cãi, thiếu minh bạch hoặc được xác minh kém, trader có thể gán rủi ro cao hơn cho tài sản liên quan.

Sự cố thiết lập có thể không xuất hiện trên biểu đồ giá trước khi rủi ro trở nên nghiêm trọng.

Đó có thể là rủi ro kỹ thuật ẩn thay vì tín hiệu thị trường nhìn thấy được.

Điều này quan trọng với trader vì thị trường crypto thường định giá các câu chuyện nhanh hơn chi tiết kỹ thuật.

Một giao thức có thể trông mạnh vì TVL cao, khối lượng cao hoặc thương hiệu mạnh.

Tuy nhiên, nếu hệ thống bằng chứng phụ thuộc vào giả định thiết lập yếu, rủi ro thực tế có thể cao hơn mức thị trường nhận ra.

Do đó, rủi ro kỹ thuật nên là một phần của phân tích cơ bản.

Trusted setup đặc biệt quan trọng khi giao thức bảo vệ lượng lớn tiền của người dùng.

Trusted Setup và DeFi

Các giao thức tài chính phi tập trung (DeFi) có thể sử dụng trusted setup gián tiếp thông qua rollup, lớp riêng tư, hệ thống bằng chứng hoặc công cụ khả dụng dữ liệu.

Một ứng dụng DeFi triển khai trên rollup có thể phụ thuộc vào hệ thống bằng chứng hợp lệ của rollup đó.

Nếu hệ thống bằng chứng rollup dùng trusted setup, ứng dụng DeFi gián tiếp thừa hưởng một số giả định này.

Giao thức cho vay sử dụng bằng chứng danh tính hoặc tuân thủ không tiết lộ cũng có thể dựa vào tham số thiết lập.

Giao thức giao dịch riêng tư hoặc tài sản riêng tư có thể dựa vào hệ thống bằng chứng dựa trên trusted setup để che dữ liệu nhạy cảm trong khi chứng minh tính hợp lệ.

Đối với người dùng DeFi, trusted setup thường bị ẩn bên dưới giao diện ứng dụng.

Ứng dụng có thể hiển thị nút nạp, swap hoặc vay đơn giản.

Đằng sau nút đó có thể là hệ thống bằng chứng, hợp đồng verifier, cơ chế cam kết, sequencer hoặc các giả định về khả dụng dữ liệu.

Hiểu trusted setup giúp người dùng nhận ra rủi ro DeFi có nhiều lớp.

Trusted Setup và nhà phát triển

Nhà phát triển nên coi trusted setup là hạ tầng có vai trò then chốt đối với bảo mật.

Họ nên chọn hệ thống bằng chứng dựa trên các đánh đổi rõ ràng thay vì sự cường điệu.

Họ nên ghi rõ tham số thiết lập là phổ quát, theo mạch cụ thể, có thể tái sử dụng hay theo ứng dụng cụ thể.

Họ nên công bố hướng dẫn xác minh cho người dùng và kiểm toán viên.

Họ không nên âm thầm thay đổi proving key, hợp đồng verifier hoặc tệp CRS.

Họ nên dùng thư viện đã được kiểm toán khi có thể.

Họ nên kiểm tra việc tạo và xác minh bằng chứng sử dụng cùng tham số dự kiến.

Họ nên đưa giả định thiết lập vào tài liệu bảo mật và mô hình mối đe dọa.

Họ nên lập kế hoạch cho tình huống tham số cần xoay vòng, thay thế hoặc ngừng sử dụng.

Trusted setup không chỉ là một nghi thức mật mã; nó còn là trách nhiệm bảo trì dài hạn.

Những hiểu lầm phổ biến về Trusted Setup

Hiểu lầm đầu tiên là trusted setup có nghĩa hệ thống tập trung.

Trusted setup có thể gồm nhiều người đóng góp độc lập và vẫn hỗ trợ giao thức phi tập trung.

Hiểu lầm thứ hai là mọi trusted setup đều có rủi ro như nhau.

Rủi ro phụ thuộc vào thiết kế nghi thức, sự đa dạng người tham gia, xác minh bản ghi, chất lượng phần mềm và giả định hệ thống bằng chứng.

Hiểu lầm thứ ba là trusted setup luôn đe dọa quyền riêng tư người dùng.

Trong nhiều hệ thống, rủi ro thiết lập chính là tính đúng đắn của bằng chứng hơn là rò rỉ quyền riêng tư trực tiếp.

Hiểu lầm thứ tư là nghi thức lớn loại bỏ mọi rủi ro.

Nghi thức lớn chỉ cải thiện niềm tin nếu phần mềm, xác minh, entropy và quy trình tham gia đều đúng đắn.

Hiểu lầm thứ năm là hệ thống bằng chứng minh bạch luôn tốt hơn.

Hệ thống minh bạch giảm niềm tin vào thiết lập nhưng có thể có bằng chứng lớn hơn hoặc cấu trúc chi phí khác.

Hiểu lầm thứ sáu là người dùng không bao giờ cần quan tâm đến thiết lập.

Người dùng nên quan tâm khi quá trình thiết lập bảo vệ tài sản, tính hợp lệ rollup, quyền riêng tư hoặc logic giao thức quan trọng.

Danh sách kiểm tra Trusted Setup

Kiểm tra liệu giao thức có sử dụng zk-SNARK, cam kết KZG hoặc hệ thống khác phụ thuộc vào thiết lập hay không.

Kiểm tra quá trình thiết lập là công khai, riêng tư, phổ quát hay theo mạch cụ thể.

Kiểm tra nghi thức có sử dụng tính toán đa bên hay không.

Kiểm tra liệu chỉ cần một người tham gia trung thực có đủ để đảm bảo bảo mật hay không.

Kiểm tra việc hủy toxic waste có được giải thích rõ ràng không.

Kiểm tra bản ghi, hash cuối cùng và công cụ xác minh có công khai không.

Kiểm tra hợp đồng verifier và proving key có được kiểm toán không.

Kiểm tra các nâng cấp có thể thay tham số bằng chứng không.

Kiểm tra giao thức có kế hoạch chuyển khỏi tham số cũ nếu cần không.

Kiểm tra dự án có giải thích giả định thiết lập bằng ngôn ngữ dễ hiểu cho người dùng không.

FAQ

Trusted setup là gì theo cách đơn giản?

Trusted setup là một nghi thức mật mã tạo các tham số công khai cho hệ thống bằng chứng, đồng thời yêu cầu tính ngẫu nhiên bí mật của người tham gia phải bị hủy.

Vì sao gọi là trusted setup?

Quy trình này được gọi là trusted setup vì người dùng phải tin rằng ít nhất một người tham gia đã đóng góp tính ngẫu nhiên trung thực và hủy toxic waste bí mật.

Toxic waste trong trusted setup là gì?

Toxic waste là tính ngẫu nhiên bí mật được tạo trong quá trình thiết lập, có thể nguy hiểm nếu còn tồn tại hoặc bị tiết lộ.

Vì sao một số zk-SNARK cần trusted setup?

Một số zk-SNARK cần trusted setup vì tham số công khai để tạo và xác minh bằng chứng phụ thuộc vào tính ngẫu nhiên bí mật được tạo trước khi hệ thống được sử dụng.

Điều gì xảy ra nếu trusted setup bị xâm phạm?

Nếu quá trình thiết lập bị xâm phạm, kẻ tấn công có thể tạo bằng chứng hoặc cam kết giả trông có vẻ hợp lệ.

Trusted setup có luôn ảnh hưởng đến quyền riêng tư không?

Không phải lúc nào cũng vậy, vì trong nhiều hệ thống rủi ro chính là tính đúng đắn bị phá vỡ thay vì rò rỉ quyền riêng tư trực tiếp.

Nghi thức MPC là gì?

Nghi thức MPC là quy trình thiết lập đa bên, trong đó nhiều người tham gia đóng góp tính ngẫu nhiên để thiết lập vẫn an toàn nếu ít nhất một người trung thực.

Nghi thức Ethereum KZG là gì?

Nghi thức Ethereum KZG là trusted setup công khai tạo chuỗi tham chiếu có cấu trúc dùng cho cam kết KZG trong hệ thống blob Ethereum.

Powers of Tau là gì?

Powers of Tau là nghi thức lớn liên quan đến Zcash, được thiết kế để tạo tham số công khai có thể tái sử dụng cho hệ thống zk-SNARK.

ZK-STARK có không cần trusted setup không?

Có. ZK-STARK thường được mô tả là hệ thống bằng chứng minh bạch vì dựa vào tính ngẫu nhiên có thể xác minh công khai thay vì trusted setup.

Trusted setup có xấu không?

Trusted setup không tự động là xấu, nhưng đây là một giả định tin cậy cần được hiểu, ghi nhận và xác minh.

Vì sao giao thức vẫn dùng hệ thống trusted setup?

Giao thức có thể dùng hệ thống trusted setup vì chúng có thể cung cấp bằng chứng nhỏ, xác minh hiệu quả, công cụ trưởng thành và hiệu năng blockchain thực tế.

Trusted setup có thể tái sử dụng không?

Một số trusted setup phổ quát có thể được tái sử dụng cho nhiều mạch hoặc ứng dụng, trong khi thiết lập theo mạch cụ thể chỉ giới hạn cho một thiết kế mạch.

Người dùng có thể kiểm tra độ an toàn của trusted setup như thế nào?

Người dùng có thể xem xét tài liệu nghi thức, số lượng người tham gia, tính sẵn có của bản ghi, công cụ xác minh, kiểm toán và kiểm soát nâng cấp.

Kết luận

Trusted setup là quy trình mật mã tạo tham số công khai cho một số hệ thống bằng chứng và cơ chế cam kết được sử dụng trong crypto.

Nó đặc biệt quan trọng với zk-SNARK, cam kết KZG, hệ thống quyền riêng tư, rollup và các thiết kế dữ liệu blockchain có khả năng mở rộng.

Ý tưởng bảo mật chính là tính ngẫu nhiên bí mật tạo trong nghi thức phải bị hủy.

Nếu ít nhất một người tham gia hành xử trung thực và xóa toxic waste của họ, quá trình thiết lập vẫn có thể an toàn theo các giả định của nghi thức.

Nếu mọi người tham gia đều không trung thực hoặc bị xâm phạm, hệ thống có thể dễ bị tổn thương trước bằng chứng giả hoặc cam kết không hợp lệ.

Trusted setup đã hỗ trợ các hệ thống mật mã hiệu quả, bao gồm bằng chứng nhỏ và xác minh on-chain thiết thực.

Nó cũng tạo ra các câu hỏi nghiêm túc về niềm tin và minh bạch cho người dùng blockchain.

Các ví dụ lớn gồm nghi thức Powers of Tau liên quan đến Zcash và nghi thức KZG công khai của Ethereum dành cho proto-danksharding.

Các hệ thống bằng chứng minh bạch hiện đại như ZK-STARK giảm hoặc loại bỏ giả định trusted setup, nhưng có thể đi kèm các đánh đổi hiệu năng khác.

Cách tốt nhất để hiểu trusted setup là xem đây là một lựa chọn thiết kế, không phải một khiếm khuyết đơn giản.

Đối với người dùng, trusted setup nên là một phần của phân tích rủi ro giao thức.

Đối với nhà phát triển, nó nên là một phần của kiến trúc bảo mật, phạm vi kiểm toán, tài liệu và kế hoạch nâng cấp.

Đối với hệ sinh thái crypto rộng lớn hơn, trusted setup cho thấy phi tập trung không chỉ phụ thuộc vào đồng thuận và hợp đồng thông minh, mà còn vào nền tảng mật mã giúp các ứng dụng blockchain tiên tiến trở thành hiện thực.