以太坊上的隱私正從可選的附加功能轉變為網路層級的預設設定。以太坊提出的隱私路線圖針對目前使用者資料可能外洩的特定脆弱連接點。整個生態系統的研究旨在讓以太坊成為一個隱私是結構性而非選擇性加入的平台。
以太坊基金會的研究人員從整個生態系統的分散式研究中彙整了三個核心路線圖優先事項 (在新分頁開啟)：
- 私密讀取 - 查詢和瀏覽以太坊，而不透露使用者正在存取哪些地址、合約或資料。保護讀取可防止資料在交易簽署之前就被收集。
- 私密寫入 - 發送抗審查且防止中繼資料外洩的交易，從納入記憶體池到最終結算。保護寫入可確保私密交易不會被審查或追溯至其來源。
- 私密證明 - 使用高效的零知識證明來驗證身分、資格或資料，而不披露底層的個人資訊。私密證明允許使用者參與網路，同時選擇僅透露必要的最少資訊（選擇性揭露）。
這三個領域共同構成了一個端到端的隱私模型。目標是實現運算主權，確保以太坊成為一個個人和機構可以在全球範圍內互動、協調和交易的平台，而不會受到未經批准的資料收集、監視或中心化審查。
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更多關於隱私的資訊私密讀取保護使用者查詢與存取資料
在交易簽署之前，使用者需要從區塊鏈讀取資料。為了檢查餘額、估算燃料、或驗證智能合約的狀態，錢包軟體會向節點提供者發送查詢。這些標準的遠端程序呼叫 (RPC) 查詢會暴露大量的中繼資料。
節點提供者可以看到使用者的 IP 地址、裝置指紋、特定查詢的地址，以及其活動的時間和頻率。即使使用者隨後發送了私密交易，基礎設施提供者也已經掌握了其意圖的詳細輪廓。
存取層的中繼資料外洩是所有區塊鏈系統中最持久的隱私問題之一。以太坊旨在透過來源隱私（隱藏是誰發出請求）、內容隱私（隱藏請求了什麼），以及驗證返回資訊的正確性來解決中繼資料外洩問題。
來源隱私使用匿名 RPC (在新分頁開啟) 和匿名網路解決方案來隱藏請求資料的實體，內容隱私使用私密資訊檢索和遺忘型隨機存取記憶體 (Oblivious RAM) (在新分頁開啟) 等策略來隱藏被查詢的資料，而正確性驗證則使用輕客戶端來證明返回的資料是準確的。
內容隱私背後的密碼學基礎元件是私密資訊檢索 (PIR) (在新分頁開啟)，這是一種密碼學技術，允許客戶端查詢資料庫並檢索特定資訊，而不會向伺服器透露存取了哪個項目。伺服器盲目地處理請求，並返回一個只有發出查詢的錢包才能解密的加密回應。
PIR 在存取層運作，位於錢包軟體和節點提供者之間。隨著 PIR 實作的成熟，它們將被整合到錢包軟體開發套件 (SDK) 和基礎設施提供者中，允許使用者查詢網路，而不會將其活動暴露給中心化的中介機構。
私密讀取還能減少暴露於搶跑和交易排序攻擊的風險。如果基礎設施提供者無法看到使用者正在查詢哪個智能合約或地址，它就無法將該資訊出售給那些透過預測鏈上活動來獲利的參與者。
私密寫入防止審查與交易外洩
一旦交易被發送，它會經過網路基礎設施，這些基礎設施可以在交易被記錄到鏈上之前觀察或阻擋它。這正是許多隱私協定在實務上失敗的地方。大型、中心化的區塊構建者會監控記憶體池，並可以悄悄地邊緣化或審查來自隱私工具的交易。即使底層的密碼學是健全的，一筆從未被納入區塊的交易也無法提供任何保護。
兩個協定層級的升級共同解決了這個問題：
EIP-8141（框架交易） (在新分頁開啟) 引入了一種新的交易類型，將交易分割為用於簽章驗證和費用授權的區段，以及用於實際交易指令的區段。框架交易允許智能帳戶定義自己的簽章方案，並使用外部合約來支付 Gas 費。記憶體池中嚴格的沙盒規則可防止這些交易讓網路遭受阻斷服務攻擊。
框架交易正被考慮納入以太坊的 Hegotá 升級 (在新分頁開啟)中，這是繼即將到來的 格蘭斯特丹升級之後的下一次網路升級。同一次升級也將允許智能帳戶在完整的後量子網路過渡完成之前，採用抗量子簽章。
EIP-7805（分叉選擇強制包含列表，簡稱 FOCIL） (在新分頁開啟) 為私密寫入提供了強制執行機制。共識規則要求區塊提案者必須將來自聚合本地包含列表（從多個來源收集交易）的交易納入其區塊中。如果區塊構建者試圖審查出現在包含列表上的交易，證明節點將完全拒絕該提議的區塊。FOCIL 目前正被考慮納入 Hegotá 升級 (在新分頁開啟)中。
框架交易賦予使用者彈性，能以自訂的簽章方案構建保護隱私的交易，而 FOCIL 則確保這些交易一旦進入記憶體池就不會被選擇性地審查。它們共同解決了兩個不同的失敗點：一個實現了私密交易的格式，另一個保證了它們的納入。沒有任何中心化參與者可以阻擋有效的私密轉帳。
使用者隱私的第二個脆弱點是以太坊追蹤交易順序的方式，稱為循序隨機數系統。在標準的以太坊帳戶模型中，每個帳戶都使用單一且線性遞增的計數器。如果一筆私密交易在記憶體池中被延遲，該帳戶所有後續的交易都會停滯在它後面。隨機數序列也讓網路觀察者能夠將多筆交易連結回同一個發起帳戶，從而破壞了隱私。
目前正被考慮納入 Hegotá 的 EIP-8250（框架交易的鍵控隨機數） (在新分頁開啟) 解決了這個問題，它允許單一帳戶同時管理多個平行的交易序列。使用者可以同時在不同情境下執行多筆私密交易，而觀察者再也無法可靠地將不同的活動關聯回同一個父帳戶。
私密支付與價值轉移
除了交易路由和隨機數管理之外，保護寫入還需要屏蔽轉帳中涉及的身分和資產。即使使用者私密地查詢並廣播了未受審查的交易，記錄在鏈上的交易資料仍然是公開可見的。任何人都可以看到誰發送了多少金額給誰，而鏈上分析公司會將這些資料彙整成可搜尋的個人檔案，並永久保存。
提議用於 Hegotá 升級的 EIP-8182（私密 ETH 與 ERC-20 轉帳） (在新分頁開啟)，直接在以太坊協定中為 ETH 和 ERC-20 轉帳引入了一個原生的、共享的屏蔽池。隱私池使用密碼學混幣來切斷存款和提款之間的連結，但目前只能透過隱私應用程式、錢包和第二層 (L2) 網路來使用。
過去，應用程式層級的隱私解決方案分散了流動性，並受制於較低的匿名集。EIP-8182 在協定層級整合了屏蔽轉帳，允許使用者透過隱藏的傳遞金鑰來路由資金，而不需要專門的錢包架構，也不必與零碎的、選擇性加入的應用程式互動。
正在推進的其他交易隱私研究方法包括允許使用者證明交易金額有效而不透露實際數值的證明（如防彈證明和範圍證明）。對機密交易的研究旨在隱藏金額，同時仍允許網路驗證沒有價值被創造或銷毀。
這些支付層解決方案建立在本節前面描述的基礎設施之上。PIR 保護準備階段，框架交易和 FOCIL 確保私密支付在不受審查的情況下到達記憶體池，而 zkVM 則實現了隱藏價值所需的複雜密碼學，同時維持網路安全保證。
私密證明與身分保護
隱私並非完全隱藏。它是關於選擇性揭露，也就是選擇要向誰、在什麼條件下透露什麼資訊。以太坊透過零知識證明 (ZKP) 支援選擇性揭露，這允許一方證明某個陳述為真，而不透露底層資料。例如，證明公民身分而不透露護照詳細資訊，或證明達到年齡門檻而不透露確切的出生日期。
私密證明透過在協定層級實現可驗證身分而無資料暴露，與隱私路線圖相連結。雖然私密讀取和寫入保護了交易中繼資料，但私密證明確保了現實世界參與所需的身分和資格檢查，不需要將個人資料交給中心化的驗證系統。
在以太坊的隱私路線圖上，私密證明由互補的基礎設施軌道支援，一個在執行層，使協定層級的私密運算成為可能；另一個在存取層，使私密運算在消費性裝置上變得實用。
零知識虛擬機 (zkVM) 允許智能合約執行其邏輯，並產生一個密碼學證明來證明工作已正確完成。當該證明是真正的零知識時，它不會透露任何關於輸入、中間狀態或輸出的資訊，從而在網路層級解鎖了私密運算。
「zkVM」這個名稱帶有細微差別；現今大多數被稱為 zkVM 的系統是簡潔的而非零知識的。它們的證明很小且驗證速度快，但不一定會隱藏用於產生它們的資料。如今，只有少數證明系統提供了隱私應用程式所依賴的隱藏屬性。客戶端證明基準測試 (在新分頁開啟)追蹤了哪些 zkVM 已在其系統屬性中被分析為具有實際的零知識。縮小這一差距是路線圖中私密證明工作的一部分。
框架交易 (EIP-8141) 也與實作 zkVM 有關。它們可以使用自訂的驗證方案來提交經過證明驗證的狀態轉換，允許應用程式提供私密執行環境，並向公開的以太坊網路提交密碼學證明，證明該操作已正確完成，而不會暴露交易資料本身。
零知識證明非常適合讓個人證明其資料有效同時保持私密，但它們無法輕易管理多個使用者需要同時與共享的機密資料池互動的智能合約。
為了彌補這個差距，以太坊的路線圖納入了全同態加密 (FHE)。FHE 允許智能合約直接對加密資料進行計算，而完全不需要解密或暴露底層資訊。將 FHE 基礎元件和專門的密碼學輔助處理器整合到以太坊中，對於依賴共享「隱藏狀態」的去中心化應用程式至關重要，例如私密自動化做市商 (AMM)、機密借貸池，或每個人的輸入必須互動同時保持完全機密的密封投標拍賣。
客戶端證明使得在日常裝置上產生這些隱私證明變得實用。客戶端證明專案維護了一個公開的基準測試套件，比較消費性硬體上的證明系統和 zkVM，並將結果發布在 ethproofs.org (在新分頁開啟)。技術研究的目標是實現透明、具有直接鏈上驗證的後量子證明，使私密運算更快、更容易直接在以太坊網路上驗證，並在行動裝置上具備可行性。
zkID 倡議 (在新分頁開啟)已經產生了與全球身分框架（包括歐洲數位身分 (EUDI) 錢包）一致的開源基礎設施。開放匿名憑證 (OpenAC) 系統為發行的憑證提供了不可連結性，確保同一個使用者在不同平台上產生的多個證明無法被關聯回單一的個人檔案。
在治理領域，最小化防共謀基礎設施 (MACI) (在新分頁開啟) 協定提供了無收據性，在密碼學上使得證明一個帳戶如何投票成為不可能。因為投票者無法出示顯示其選擇的收據，買票和脅迫就失去了經濟誘因。自 2020 年以來，MACI 透過 clr.fund (在新分頁開啟) 保障了現實世界的資金決策，該平台已為以太坊公共財分配了數百萬美元的二次方融資。
保護隱私的投票已經在高風險環境中保護真實的投票者。Rarimo 的 Freedom Tool (在新分頁開啟) 使用零知識護照驗證，讓公民證明他們有資格投票，而不透露他們是誰。它已經在包括俄羅斯（Russia2024 (在新分頁開啟) 反對派投票）、喬治亞（United Space 投票應用程式）和伊朗（Iranians Vote 專案）等國家推動了匿名的影子選舉和反對派民調，在這些國家，投票者的安全取決於密碼學的選票機密性。
私密證明也實現了具備合規意識的隱私。像隱私池這樣的隱私解決方案可以自由接受存款，但要求使用者在提款前產生零知識證明，證明他們的資金沒有與已知的惡意地址交集。可程式化的合規模型將屏蔽交易的行為與展示符合法規的行為分開，允許日常使用者在滿足機構要求的同時私密地進行交易。
zkEVM 可以私密地執行這些合規檢查，驗證監管狀態而不暴露交易細節或使用者身分。
目前路線圖進度
以太坊上隱私發展的方向是由整個生態系統的共識所塑造，而非任何單一組織。strawmap.org (在新分頁開啟) 路線圖收集了來自整個生態系統的提議升級，以追蹤並提出社群已達成共識的地方。以太坊基金會的研究人員協助管理整個研究生態系統中平行的研發路線圖，專注於推進存取層隱私工具、身分基礎設施和具備合規意識的系統。這兩個例子都反映了相同的潛在優先事項：讓以太坊上的隱私成為結構性而非選擇性的。
以太坊隱私的研發跨越了生態系統中的數十個團隊。在協定升級、存取層解決方案、身分基礎設施和具備合規意識的工具方面的工作正在推進。
協定升級：EIP-8141（框架交易）、EIP-7805 (FOCIL)、EIP-8250（鍵控隨機數）和 EIP-8182（協定層級屏蔽池）正在積極開發中，並被考慮納入 Hegotá 升級 (在新分頁開啟)，這是繼格蘭斯特丹之後的下一次網路升級。EIP-8025（可選執行證明）和沃克爾樹也以 Hegotá 為目標，為以太坊主網上基於 zkEVM 的私密運算提供基礎。同時，圍繞 FHE 輔助處理器的研究正逐漸成熟，以實現多方加密的智能合約。
存取層：PIR 研究正在取得進展，基礎設施團隊正在測試活躍的實作。Kohaku 錢包 SDK 正在開發中，作為保護隱私錢包的開源參考。
客戶端證明：團隊正積極使用基準測試驅動的測試結果，來最佳化零知識證明在標準裝置上的執行方式。像 Spartan-WHIR 這樣的專案正在推進安全、抗量子的證明，這些證明可以輕鬆地直接在以太坊網路上驗證。像 leanVM 這樣的研究倡議提供了一個輕量級的 zkVM，旨在將多個密碼學簽章捆綁在一起，將抗量子簽章的資料大小縮小 250 倍，以節省空間並降低網路成本。
身分與證明：zkID 倡議正在為行動裝置產生最佳化的證明方案。MACI 繼續保障二次方融資回合和 DAO 治理，像 Rarimo 的 Freedom Tool 這樣的工具正將零知識投票帶入現實世界的選舉中，而對保護隱私的身分標準的持續研究也在進行中。
這項工作的任何部分都尚未完成。時間表是目標，而非保證，且以太坊基於共識的治理過程意味著路線圖可能會隨著研究的進展而改變。但活躍開發的範圍以及致力於隱私的團隊數量，代表了讓以太坊預設具備抗提取性的明確承諾。