ERK:中心化交易所如何用Merkle Tree實現資產儲備證明_TREE

最近，在cz幾條推特的轟炸之下，全球第二大交易所FTX因為挪用用戶資產，被擠兌后迅速宣告破產，由此導致了用戶對CEX資產儲備不透明的強烈不信任感。而cz提出CEX要做MerkleTree的資產證明，并計劃幾周內發布，其他交易所紛紛表示跟進。

那么，什么是MerkleTree，中心化交易所應如何通過MerkleTree實現自身資產儲備≥用戶資產？本文將從技術角度討論并給出完整的證明方案與代碼實現。

我們以ETH為例，當我們要實現資產證明時，我們要證明的是鏈上資產ETH總額≥交易所用戶ETH資產總額。因此，證明分為鏈上與鏈下兩部分。

鏈上證明

鏈上證明比較簡單，因為交易所通常會將所有用戶充值匯總到幾個地址，列出這幾個地址在鏈上自查即可。為證明這些地址是交易所擁有，可用私鑰簽名一條簡單的消息即可，簽名只需要發布一次。

比特幣支持者、阿根廷總統候選人Javier Milei獲30.73%的選票:金色財經報道，阿根廷總統候選人Javier Milei是一名自由主義候選人，主張廢除央行，并大力支持比特幣，他在周日阿根廷總統初選中處于領先地位。計票結果為84%，“La Libertad Avanza”（自由進步）黨的Milei獲得30.73%的選票，而 \"共同變革黨 \"和 \"祖國團結黨 \"的候選人分別獲得了 28.14% 和 26.84% 的選票。盡管對加密貨幣持積極態度，但Milei并不主張在阿根廷（類似于薩爾瓦多）使用比特幣作為法定貨幣。相反，Milei呼吁經濟“美元化”。[2023/8/14 16:24:42]

鏈下證明

鏈下證明就比較復雜，需要用到MerkleTree。

ZK-RaaS網絡Opside將于8月份集成ZK Stack:6月28日消息，Opside官方表示，將大力支持zkEVM的推廣，其中包括zkSync最新公布的ZK Stack。目前，Opside測試網已集成Polygon zkEVM（Hermez），用戶可以一鍵在ETH、BSC和Polygon等L1公鏈上發行一條屬于自己的zkEVM鏈。

據路線圖顯示，Opside測試網預計在8月份集成zkSync的ZK Stack。未來還將提供Scroll、Linea等zkEVM解決方案。Opside的多鏈ZK-PoW算法將為各個公鏈上的ZK-Rollup提供海量算力支撐。

Opside是一個提供ZK-RaaS（ZK-Rollup as a service）的平臺，支持用戶一鍵發布zkEVM。同時支持ZKP挖礦，包括CPU、顯卡、FPGA等機器類型。[2023/6/28 22:05:47]

MerkleTree是一種二叉樹，其最底層葉子節點存儲數據以及數據的哈希，而每上一層節點則存儲兩個子節點的哈希，最后由根節點的哈希保證這個MerkleTree的任何節點數據的完整性。因為修改任何一個葉子節點的數據都會導致根節點的哈希變化，因此，使用MerkleTree可以保證，只要發布了Root，樹的所有子節點均不可修改：

推特或在被馬斯克私有化后于2026年重新上市:10月6日消息，MKM Partners認為，如果馬斯克完成以440億美元收購推特(TWTR.N)的交易，推特可能在成為一家私有公司一段時間后于2026年重返公開市場。馬斯克已表示，將在重組推特后將該公司重新上市，并稱他希望把推特變成一個超級應用。馬斯克一直在召集共同投資者，包括私募股權公司，以便在不受關注的情況下重組這些公司，然后在五年左右的時間里將它們重新上市。MKM管理合伙人Rohit Kulkarni預計，推特再次進行首次公開募股的規模可能達到1,000億美元。(金十)[2022/10/6 18:41:03]

安全團隊：pancake-super[.]com、pancake-vr[.]com是釣魚網站:金色財經報道，PeckShield在社交媒體上稱，檢測到pancake-super[.]com、pancake-vr[.]com 是釣魚網站。它們都與0xF04B869F75680AB53C5965e6705E110dab5Db1A1有關。[2022/7/15 2:15:53]

假設交易所全部5個用戶持有若干不等的ETH，按用戶ID可表示如下：

可將用戶ID視為索引，構造MerkleTree并計算MerkleRoot：

交易所發布MerkleRoot后，可確保所有子節點——即用戶ID對應的子節點余額均完全確定下來，每個用戶均可根據自己的用戶ID查詢余額是否相符，只要有任何一個用戶發現自己的余額在指定索引的位置不符，即可判斷交易所造假。

為了證明交易所的用戶資產儲備總額，交易所也不得不公開所有子節點的索引與余額，這樣任何第三方才能計算出用戶資產總額，并根據交易所公布的MerkleRoot確認這些子節點數據沒有被篡改。

然而，這樣一來，每個用戶的持幣余額就完全公開了，可以很容易地對持幣大戶進行跟蹤。因此，我們需要一種機制將一個用戶的余額拆成若干份，并存儲在多個不同的索引地址。為了確保索引不會沖突，可使用SparseMerkleTree，用以太坊地址作為索引。對SparseMerkleTree不熟悉的同學可以參考針對以太坊實現的一種SparseMerkleTree。

例如，對于用戶45678持有的45.67余額，我們可以分為3份：

14.727835427.8394771023.10268748然后，根據ID計算出確定的若干地址索引：

6f1cc8a44919eb1c6576d6819b37ac9ab288ecb59759bf1d54e5f25f135d7674dea3bef0d24fb15346daefba020f7e5bfa957b13aeaa4b72034a90fd這樣我們就可以把這個用戶的余額分別存放在3個子節點上。把所有用戶都處理一遍，假設結果如下：

我們就可以得到一個地址索引=余額的列表。對地址進行排序，以便讓同一個用戶的多個地址不再連續列出，得到地址/余額的CSV如下：

交易所計算總額683.91以及MerkleRoot值0x61cdf659...c41c40fe，公開CSV文件及MerkleRoot后，任何第三方可校驗樹的有效性，并獲得用戶資產總額，再與鏈上對比。對于每一個用戶來說，需要根據自己的ID，快照時產生的余額，以及交易所給出的用于生成確定性地址的隨機數，可自行驗證對應的若干節點余額總和與自己的資產額度完全相等。

這種方式既能保證每個用戶可驗證自己的資產，又能保證其他人無法推算某個用戶的資產，其缺點是計算較為繁瑣，需要相應的第三方工具幫助用戶校驗。

小結

本文給出了一種交易所用戶資產的額度證明，并保證不泄漏任何用戶的額度。詳細代碼可參考GitHub源碼：

https://github.com/michaelliao/eth-smt/blob/master/sample/src/main/java/com/itranswarp/sample/Proof.java

責任編輯：Kate

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