以太坊隐私技术栈：私有读取、网络与隐藏的泄露

这是以太坊基金会隐私守护者 (PSE) 团队负责人 Andy Guzman 在 EthBoulder 2026 上的一场演讲。他揭示了以太坊隐私中的一个重大盲点：即使是从未签名过交易的用户，也会通过日常查询泄露详细的行为数据。他介绍了以太坊隐私技术栈，涵盖私有读取 (PIR)、流量隐私（洋葱路由和混合网络）以及统一二叉树和零知识可验证状态等性能优化工作。

本讲稿是 EthBoulder 发布的原始视频讲稿 （在新标签页中打开）的无障碍副本。为了提高可读性，已进行了轻微编辑。

虚构的 RPC 提供商来信 (0:12)

大家好，我是 Andy。我想介绍一个在以太坊生态系统中不常被讨论但极其重要的话题。正如大家可能从幻灯片和介绍中注意到的那样，它与隐私有关，以及我们在不知不觉中是如何缺乏保护的。

让我从一封别人写给你的信开始。

“尊敬的尊贵用户，感谢您本月进行的 847 次查询。我们非常高兴能了解您。我们知道您在三个不同的钱包中持有 ETH。我们知道您上周二查看了 94 次 ETH 的价格。对所有人来说那都是非常艰难的一天，所以我们不作评判。您还查看了 BTC 的价格，这很有趣，因为您并没有持有任何比特币。您在考虑多元化投资吗？这会是我们之间的秘密，当然，还有我们的分析合作伙伴。您还在密切关注两个尤尼斯瓦普池，并且上周您查看了 14 次您的 Aave 健康因子。您可能需要放松一下，或者干脆增加一些抵押品。周四您在 12 分钟内查看了三次，您当时非常担心。您查看了四个不同的 ENS 名称，所以您要么是在启动一个新项目，要么是遇到了身份危机。而且您总是在山区时间晚上 11 点到早上 7 点之间保持安静。”

你如何在不签名交易的情况下泄露数据 (1:34)

“因此，我们相当确信您位于博尔德（Boulder）或其附近。您从未通过我们签名过任何一笔交易。您也完全不需要这么做。您的好奇心已经告诉了我们一切。您诚挚的，RPC 提供商。”

当然，这是一封虚构的信，但它描述了我们每天确实在泄露的信息。即使你没有进行任何一笔交易或任何链上操作，你基本上也把一切都告诉了任何渴望获取这些数据和你的行为的分析公司。

私有写入与私有读取 (2:07)

那么，现在的隐私领域到底在发生什么？我看到我们非常强调链上隐私，或者我们在 PSE 称之为私有写入的东西：你在链上执行的所有操作。这很合理，对吧？这些操作会被永久记录并在全球范围内传输，因此在执行特定操作时不泄露你的地址确实是有道理的。我们也非常重视工具：数据源、证明、DSL 以及我们可以用来为开发者提供更多工具的语言，以便他们能够表达和构建在链上具有更多隐私的更强大的应用。

但我想在这次演讲中指出，我们在其他这些领域投入的关注和努力还远远不够：我们称之为私有读取的领域，因为每当你从区块链查询数据时，你都会泄露大量信息；以及私有网络领域，因为甚至在任何数据到达链上之前，你的所有流量就已经在泄露了。

稍微讲点技术细节：所有的 RPC 调用，比如 eth_getBalance、eth_call 和 eth_getLogs，都是以明文形式发送给 RPC 提供商的请求，并且会与你的 IP 关联起来。

为什么更多的活动会增加被分析的风险 (3:20)

有了这些信息，对人们进行画像、细分和行为建模就变得非常容易。而这可能会被用来对付你。正如你所想象的那样，信息就是力量，人们掌握的关于你和你的行为的信息越多，他们对你的控制力就越强。

大多数人并没有意识到这一点。大多数人会说，好吧，这其实没关系，因为这不是关键信息。或者他们可能会想：活动越多，我受到的保护就越多。这完全是不正确的，而且有悖常理。对于链上操作，只要存在匿名集，它确实有帮助：用户越多，隐私性越好，也就越容易混入其中。但对于读取操作来说，情况恰恰相反，因为查询是不可互换的。你传输的活动越多，你采取的行动越多，关联面就越丰富，也就越容易建立你的行为画像。

因此，每当出现去中心化金融 (DeFi) 狂热或 NFT 疯狂时，人们就会变得更加粗心大意。当然，操作安全 (OpSec) 会被抛到九霄云外，基于大多数人陷入的活动模式来对人们进行去匿名化就会变得容易得多。

介绍以太坊隐私技术栈 (4:43)

我想从整体格局开始：我们应该从哪里着手，需要什么，以及谁在做什么。本次演讲将深入探讨一些更具技术性的话题以及一些更宏观的概念性话题，以便每个人都能从中获得一些价值。

我想展示我所说的以太坊隐私技术栈，或者说以太坊隐私技术栈的各个层级，我认为这有助于我们进行推理。如果我们真的想要隐私，我们不仅需要链上隐私；我们还需要在技术栈的所有这些层级中实现隐私，类似于一笔交易的生命周期，或者 OSI 模型及其技术层级。我认为我们可以创建一个标准，或者某种全生态系统范围内的共识，来承认这些层级的存在。也许这不是最终形态，但我认为它无疑已经很有用了。

逐层分析：你在哪里泄露了信息 (5:41)

最顶层是应用层。当然，每当你访问一个网站时，你都在泄露你正在访问的内容，人们就可以开始进行画像：匿名集、凭证、将你的 IP 与你正在访问的内容关联起来，即使你什么都不做。

下一层是钱包层。每当你采取行动时，你不仅向应用层泄露信息，还会向网关泄露信息。现在的钱包非常复杂，它们集成了许多其他系统和服务，你泄露的信息比你想象的要多得多。即使你只是打开你的钱包，它查询了 ETH 的价格或你的余额，你也在泄露一切。

然后是网关：RPC、代理、中继器。你再次泄露了更多的元数据。接下来是人们想象中的链上元素，也就是每当在 EVM 上查询事物时，比如状态或执行模式。例如，查询某物的余额，或者智能合约的状态。最后是共识层，所有验证者都在这里。根据你是在链上写入还是在链上读取，你可能还会接触到内存池。

还有一个垂直领域，我们称之为网络，它是横向的，贯穿所有这些层级。例如：现在你访问一个网站，服务器知道你的 IP。但是，如果你通过 Tor 或其他匿名网络访问该网站会怎样？你会知道该网站的 IP 地址，但他们不会知道你的。如果该网站托管在一个最近开始审查所有加密货币相关事务的国家，又会怎样？该网站和公司也会想要隐藏他们的 IP，并希望将他们的域名隐藏在洋葱域名后面。

这些都是有意义的事情：我们需要逐层进行，加固一切，通过一个想要审查一切的极具破坏性的攻击者的视角来进行分析。即使我们不这样做，并且我们说我们生活在一个足够好的状态中，这些信息现在也会被记录下来，并将被许多你甚至不认识的人、开始出售你数据的公司永久托管。最终，在五年后，有人可能会禁止加密货币并说：“任何在过去五年中使用过尤尼斯瓦普的人，我是美国国税局 (IRS)，我要开始敲门并把你们抓进监狱”，诸如此类。这些反乌托邦的场景现在正在世界各地的不同国家发生。

私有读取与私有网络 (8:24)

好了，现在我们有了以太坊隐私技术栈。我们应该把重点放在哪里？在本次演讲中，我想谈谈这两个领域。私有读取：每当你从链上访问状态时，你都会接触到所有这些层级，从应用（假设我想查询 ETH 的价格），到钱包，到网关，再到运行以太坊和 EVM 的节点，然后再返回。基本上就是一个 RPC 提供商或索引器。以及私有网络，即发生在网络层上的所有操作。这就是我们想要加固的地方。

三大支柱：数据、流量、性能 (9:05)

我认为要实现这一目标，有三个支柱至关重要。我们想要隐藏数据本身并使其私有化。我们想要隐藏流量本身并使其私有化。然后，我们希望使其具有高性能、有用、实用且廉价。这总结了生态系统中正在发生的许多信息，但我认为描绘出整体情况并找出我们可以加速的杠杆点是很有用的。

隐藏数据：从代理到 PIR (9:39)

那么，数据。我们想要保护什么？我们想要隐藏你向这些服务器请求的信息内容，并且我们想要隐藏你访问这些数据的模式。不仅是内容，还有模式。

有不同级别的技术。第一种是什么都不做：你只是泄露了一切。每当你连接你的钱包时，你都会将你的 IP 地址与你正在查询的合约、特定地址的特定 eth_getBalance 绑定在一起，仅此而已。即使你使用的是隐私协议，比如 Tornado Cash，并且你想查询默克尔树的状态，你要么必须下载整棵树（这性能不高），要么就会泄露你正在查询的路径和叶子节点，从而缩小你的匿名集。因此，如果你不保护你的网络和数据访问模式，即使使用像 Tornado Cash 这样强大的隐私协议也是不够的。

下一个级别是某种代理或中继：许多不知道请求来自哪里的机器，最终检索数据。这不是很实用，也不是很无须信任。

然后是 TEE（可信执行环境），这是一个进步，也是一些团队和公司正在提供服务的地方。我认为这是一个很好的进步，但还不够，同样是因为攻击和破坏 TEE 的成本正在大幅下降。对于某些关键用例来说，这是不够的；但对于许多日常用例来说，它可能是足够的。

还有其他团队在研究 OMAP（不经意映射访问模式）和 ORAM（不经意随机访问内存）。这些是类似的技术，试图混淆你试图访问数据集的哪些部分。你不是说“我想要这个 ETH 地址的余额”，而是随机访问不同的东西，这样服务器就不知道了。

我认为这些技术的最终形态将是 PIR，即私有信息检索，这意味着服务器不知道你在查询什么，也无法从中了解到任何信息。

私有信息检索解析 (12:03)

私有信息检索是密码学中一项极其强大的技术，它将被广泛使用。它有两个变体：索引 PIR（如果你在索引下有结构化数据，就可以使用它）和关键字 PIR（顾名思义，你按关键字进行查询）。很难有一种方案能适用于所有情况。

以太坊状态非常庞大且多种多样。我昨天了解到，日志是仅追加的，但账户模型不同：有些状态更新非常频繁，有些则不然。根据你如何对其进行切片和分割，你可能会拥有几兆字节、几千兆字节或几太字节的数据，且访问模式截然不同。

多代理 PIR 架构 (12:48)

我们在 PSE 内部正在研究的提案是一个多代理架构，在这里我将先从概念上进行探讨，然后再谈谈我们在 PSE 正在进行的具体项目以及我在生态系统中看到的其他事物。没有哪一种单一方案能完美适用于所有以太坊状态。但是，如果我们能按类型或访问模式对以太坊状态进行切片，我们就能为每种情况找到非常好的方案。

如果我们有一个运行这种多代理架构的服务，并且根据查询的类型以及它们在以太坊状态中可能所处的位置，它会运行一种或另一种方案，那会怎样？这已经让我们非常接近于一种可行、具备生产能力且可提供给生态系统的东西了。这将需要类似统一 API 的东西，这样钱包、索引器、用户和去中心化应用 (dapp) 开发者就不需要担心使用了哪种方案以及如何调用它。你只需使用标准 API，其他人会去操心实现细节。

我们已经在做这件事，并正在实现两种不同的方案。我们将开放资助，并且我们正试图协调生态系统中的更多人来解决其中一些问题，看看哪些是以太坊最需要的。

这里有一些关于不同 PIR 方案的数据：吞吐量、通信开销等等。这很困难，因为不同的应用有不同的访问模式。有些访问大量收据，有些想要访问更多的状态（比如 Rotki），还有些访问更多的交易（比如 Helios）。没有灵丹妙药，混合架构很可能会有所帮助。我们也在进行知识的系统化整理，所以如果你对此感兴趣，我们可以分享。这里只是一些在这些领域工作的团队。如果你是某个团队的一员而我没有把你包括在内，请原谅；如果有人看到录像发现遗漏了，请告诉我，我可以开始把你们加进去。

隐藏流量：洋葱路由与 Tor (15:22)

我们讨论了数据。另一个大板块是流量。我们如何隐藏流量，以及我们想要隐藏什么？简单来说，我们想要向彼此隐藏客户端和服务器的 IP，并向可能在窥探流量的外部世界隐藏它们。我们有不同的技术：洋葱服务、混合网络、VPN、DC 网络，可能还有其他分类。我只打算谈谈前两个。

洋葱路由技术分层加密，流量也分层解密。中间的人永远无法知道来源，有些人永远无法知道目的地，有些人则什么都不知道；他们只是充当路由器。

简而言之：如果所有以太坊生态系统的流量都可以通过 Tor 网络路由，会怎样？当然也有其他选择。我们将帮助保护发送者的 IP：当你在发送交易或请求信息时，你的手机或笔记本电脑的 IP 不会被泄露。当然，我们也会保护接收者，即服务器。想象一下，在伊朗、中国、朝鲜或委内瑞拉，有人试图托管一个去中心化金融 (DeFi) 协议或服务，但遭到了他们国家的审查。这是一个可以保护他们生命的选择。它绕过了审查，还向 ISP（互联网服务提供商）隐藏了流量，我们都知道情报机构会监听 ISP 以窥探一切。

目标是提供一个即插即用的替代方案：一个 SDK，这样钱包、去中心化应用 (dapp) 开发者和基础设施提供商就不需要担心实现细节。他们只需要知道，如果他们使用这个 SDK，流量就会被洋葱化、加密和加固。

我想特别提一下一个团队，Brume 钱包团队，他们启动了 Echalote，这是一个用于 Web 的 Tor 开源实现。这在目前是存在的：有 Tor 客户端，但它们是用 C 语言编写的，并且需要在特殊的浏览器中运行。如果我想把这个添加到梅塔马斯克，或者 Kohaku 钱包，或者 Ambire、Rabby 以及所有其他钱包中呢？我们需要 JavaScript SDK，而这正是 Echalote 所开创的。

然后，Tor 项目正在开发一个新的实现，叫做 Arti，这是他们下一代客户端。但我们需要一个嵌入式的 Arti。Arti 是基于 Rust 的，它需要被编译成 WASM 才能在你的浏览器中运行，这样你就可以非常容易地导入它。我们基本上与 Tor 团队有合作：每周通话，并共同开展一些项目和建立合作伙伴关系。

以太坊的混合网络 (18:16)

在混合网络方面，我想向几个正在研究这个领域的团队致敬：Nym 团队；HOPR，也是最早的团队之一；像 Gnosis VPN 这样的 VPN；还有几个对我来说比较新的团队，比如 Anyone Protocol，我想那个团队应该有人在丹佛这里，外加一些其他的新团队。有许多团队在致力于混合网络、VPN 和其他方法的研究。

我们想看看：如果我们为以太坊创建一个专用的混合网络，在其中我们可以路由 RPC 流量，会怎样？混合网络有很强的保障，但它们会增加很多延迟。对于某些用例来说这没关系：只要你有隐私，多花一点时间也无妨。但对于像 去中心化金融 (DeFi) 和交易这样的事情，如果它们增加延迟，就极不可能被采用。那么，在最高隐私保障下，我们能运行的最快速度是多少？再次向其中一些团队致敬，如果有人在这些领域工作而我没有把你加进来，我很乐意与你交流。

性能：统一二叉树与 GPU 加速 (19:28)

我想谈的最后一件事，也是实现这一目标的第三个支柱，就是性能。我们希望这些东西运行得又快又便宜。我有一个原则：如果成本高于收益，这些东西就不会被采用。成本意味着用户体验、用户的时间和精力，但也意味着开发者和基础设施的成本：运行这个非常昂贵吗？我们需要尽可能降低成本，我可以谈谈两个高层面的倡议。

一个是 UBT（统一二叉树）。根据你对协议 EIP 的参与程度，你可能听说过这个。现在我们有默克尔帕特里夏树，它很有用，但对于零知识证明 (ZK) 和其他类型的密码学来说不是很有用。有一个提案，EIP-7864，不是转向沃克尔树，而是转向统一二叉树。这对于查询状态然后在上面进行像 ZK 这样的密码学操作要高效得多。

我们有一个正在做可验证 UBT 的项目：你向任何以太坊客户端添加一个边车 (sidecar)，它不运行 MPT 数据库，而是拥有一个 UBT 状态数据库，然后你使用 zkVM 证明从 MPT 到 UBT 的这种转换是有效的。这已经非常强大了。一旦我们设法做到这一点，轻客户端就可以使用它来提高性能，像 PIR 这样的东西也可以运行得快得多。

另一方面是 GPU 加速。如果我们优化技术栈的底层，我们可以让这些东西运行得快得多：GPU 是其中之一，或者 CPU 加速也可以。这些东西可能会在服务器上运行，而不是在手机上，因此开始探索我们如何创建这些底层库以使其运行得更快也是非常有价值的。

到目前为止做个总结：我们有这五个层级，我们想要涵盖这些用例。有三大支柱：数据、流量和性能。对于数据，我们有代理、TEE、ORAM、OMAP 和 PIR。对于流量，我们有混合网络、洋葱路由等。对于性能，我们有 UBT 和 GPU 加速。如果你想了解更多，至少是关于 PSE 正在做出的贡献，你可以访问 pse.dev/research。

衡量成功 (22:15)

那么什么是成功，我们如何衡量它？回到这些层级：如果我想要能够声称以太坊是最私密的链，最终目标是什么？我需要确信所有这些层级都得到了极大的加固。我将如何衡量它？我期望更多的网站和 dapp 前端托管在洋葱域名后面。我希望钱包原生使用匿名路由，网关、RPC 提供商和索引器也是如此。我会测量一个百分比。

问题是：在当前的以太坊生态系统前端中，有多少是托管在洋葱域名后面的？我会说极少，如果有的话也就 1%。为了让我感觉良好并说我们做到了，我们可能需要在所有这些层级上达到 80% 以上。现在有多少钱包正在通过匿名路由技术路由流量？非常非常少。RPC 提供商也是如此：这些提供商提供 PIR 吗？不。所以对我来说，宣告成功意味着所有这些层级的参与者都采用了这些类型的技术，至少 80% 的团队、流量或查询。

比特币的洋葱节点对比 (23:39)

这是我们可以嫉妒比特币的一点。尽管他们受到了各种批评，但这是去年 11 月的一张图片：他们 64% 的可达全节点都隐藏在洋葱域名后面。

我们自己能做到吗？这是底层的、共识层的隐私，但我们能说我们的全节点和验证者节点在洋葱网络或混合网络后面吗？我绝对认为我们应该这样做，而我们现在的比例可能还不到 1%。我们面临着他们没有的其他挑战：我们运行得快得多，而且我们的共识也不同。但我很希望能有这样的仪表板，并说超过 80% 的钱包已经采用了这些类型的技术，RPC 提供商、浏览器、前端、负载均衡器和 SDK 也是如此。我希望这个列表能不断增长。

将以太坊与门罗币和 Zcash 进行比较 (24:55)

昨晚和前天晚上，我冒昧地开始通过层级的视角，看看以太坊生态系统与 Solana、比特币、Zcash 和门罗币 (Monero) 等相比如何。黄色的部分是选择性加入的技术，我认为我们在那方面做得很好。蓝色的部分是提案，其中一些是协议提案。绿色的部分是在协议层强制执行的。

由于我们作为一条公有链有 10 年的历史，我认为在实现原生隐私方面很难赶上门罗币和 Zcash。但我认为我们可以在获得选择性加入的采用方面做得非常好，并在文化和社会层面上影响团队和用户采用更多这些技术。比特币和 Solana 有他们自己的挑战，我认为他们会落后得更远，至少在这些隐私方面是这样。

挑战：最私密的可编程生态系统 (25:50)

我的目标，也是我想在你们脑海中植入的目标，是让以太坊成为世界上最私密、无需许可、无须信任且可编程的生态系统。我们有其他私有支付链，这很棒，它们非常好，但我认为它们要变得可编程并创造出我们已经创造的生态系统，将会困难得多。

我对你们的挑战，当然也是对我自己和我的团队的挑战，是成为可编程生态系统中最无需许可、无须信任和最私密的。我们不能只关注链上元素。我们需要关注所有这些层级。

因此，如果你正在从事私有读取、网络、PIR 实现、GPU 加速、数据结构、UBT、基础设施或验证者的工作，我很乐意在会后与你交流。非常感谢。以太坊是为了隐私而生。