简析加密货币支付协议zkSync、xDai与everPay优劣势
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距比特币白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》发布已经过去12年有余，比特币在价值存储上已经被众多机构所认可，但受限于区块链性能和比特币价值的剧烈波动，在体验上和「电子现金」还有很大的差距。而今，随着技术上不断的变革和创新，新的支付结算协议逐渐展露头脚。这些支付结算应用包括everPay，使用存储计算范式构建的高性能支付结算协议；xDai使用PoS构建的侧链，以及zkSync，使用零知识证明技术构建的转账应用等。下面对三个协议进行介绍。
zkSync
zkSync使用零知识证明对交易信息进行压缩，通过Rollup技术将交易批量打包到以太坊。
在以太坊上，协议在以太坊上创建了一个智能合约进行零知识验证，同时利用默克尔树技术进行账户管理，用户的以太地址和相关信息计算成为默克尔根，信息得以压缩。使用该技术，用户转账操作虽然是在链下完成，其账本还是在Layer1上，是通过零知识技术将所有必要转账信息进行压缩，并以批量打包的方式将信息打包到以太坊进验证。
Beosin：SheepFarm项目遭受攻击事件简析:金色财经报道，根据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye 安全风险监控、预警与阻断平台监测显示，BNB链上的SheepFarm项目遭受漏洞攻击，Beosin分析发现由于SheepFarm合约的register函数可以多次调用，导致攻击者0x2131c67ed7b6aa01b7aa308c71991ef5baedd049多次利用register函数增大自身的gems，再利用upgradeVillage函数在消耗gems的同时累加yield属性，最后调用sellVillage方法把yield转换为money后再提款。本次攻击导致项目损失了约262个BNB，约7.2万美元。Beosin Trace追踪发现被盗金额仍在攻击者账户，将持续关注资金走向。[2022/11/16 13:10:39]
零知识生成证明需要花费大量的链下计算，根据同样使用ZKRollup技术的ZKSwap透露，为提高TPS和计算证明，需要上百万美金的服务器进行计算支持。这些计算仍会成为交易的成本。
xDai
xDai使用PoS共识创建了侧链xDaiStableChain，该侧链提供5秒的区块确认以及0.0002美金每笔的超低额手续费。
TokenBridge是xDai的资产跨链协议，通过在以太坊上创建多签智能合约对资产进行锁定。资产释放的时，多签者们通过侧链上的交易信息进行签名。
Beosin：EthTeamFinance项目遭受到了漏洞攻击事件简析:据Beosin EagleEye 安全预警与监控平台检测显示，ETH链上的EthTeamFinance项目遭受漏洞攻击，攻击合约0xCFF07C4e6aa9E2fEc04DAaF5f41d1b10f3adAdF4通过LockToken合约的migrate函数没有正确验证_id和params的漏洞，将WTH，CAW，USDC，TSUKA代币从V2流动性池非法升级到V3流动性池，并且通过sqrtPriceX96打乱V3流动池的Initialize的价格，从而获取大量refund套利。共计套利了约1300多万美元。[2022/10/27 11:49:12]
everPay
everPay使用了全新的存储计算范式，将所有的计算过程放在链下，存储共识保障了账本的可信。everPay目前跨链采用了多签合约进行资产锁定。mint资产时，仅需要将代币转入多签合约，协议将以太坊作为预言机获取交易信息，并进行资产mint；资产释放时需要多签者们从Arweave上获取交易信息，按照everPay协议的规则进行交易验证，最后再进行签名资产释放。
借助Arweave衍生的存储计算范式，everPay可以做到实时交易，支持上万TPS；交易批量打包时，1美金可打包百万级交易，协议可以提供免费转账，仅在充值和提现的时候需要支付以太坊矿工费。
安全团队：LPC项目遭受闪电贷攻击简析，攻击者共获利约45,715美元:7月25日，据成都链安“链必应-区块链安全态势感知平台”安全舆情监控数据显示，LPC项目遭受闪电贷攻击。成都链安安全团队简析如下：攻击者先利用闪电贷从Pancake借入1,353,900个LPC，随后攻击者调用LPC合约中的transfer函数向自己转账，由于 _transfer函数中未更新账本余额，而是直接在原接收者余额recipientBalance值上进行修改，导致攻击者余额增加。随后攻击者归还闪电贷并将获得的LPC兑换为BUSD，最后兑换为BNB获利离场。本次攻击项目方损失845,631,823个 LPC，攻击者共获利178 BNB，价值约45,715美元，目前获利资金仍然存放于攻击者地址上（0xd9936EA91a461aA4B727a7e3661bcD6cD257481c），成都链安“链必追”平台将对此地址进行监控和追踪。[2022/7/25 2:36:51]
对比
安全性
零知识证明技术可以充分的保障zkSync用户在Layer1托管的资产，用户资产在密码学上安全。但是需要注意，目前的Rollup技术都是单节点运行，在Layer2上成功的转账并不代表该交易在Layber1上一定成功，必须要等到交易rollup到Layer1后，交易才能在密码学上进行保障。
慢雾：Inverse Finance遭遇闪电贷攻击简析:据慢雾安全团队链上情报，Inverse Finance遭遇闪电贷攻击,损失53.2445WBTC和99,976.29USDT。慢雾安全团队以简讯的形式将攻击原理分享如下：
1.攻击者先从AAVE闪电贷借出27,000WBTC,然后存225WBTC到CurveUSDT-WETH-WBTC的池子获得5,375.5个crv3crypto和4,906.7yvCurve-3Crypto,随后攻击者把获得的2个凭证存入Inverse Finance获得245,337.73个存款凭证anYvCrv3Crypto。
2.接下来攻击者在CurveUSDT-WETH-WBTC的池子进行了一次swap,用26,775个WBTC兑换出了75,403,376.18USDT,由于anYvCrv3Crypto的存款凭证使用的价格计算合约除了采用Chainlink的喂价之外还会根据CurveUSDT-WETH-WBTC的池子的WBTC,WETH,USDT的实时余额变化进行计算所以在攻击者进行swap之后anYvCrv3Crypto的价格被拉高从而导致攻击者可以从合约中借出超额的10,133,949.1个DOLA。
3.借贷完DOLA之后攻击者在把第二步获取的75,403,376.18USDT再次swap成26,626.4个WBTC,攻击者在把10,133,949.1DOLAswap成9,881,355个3crv,之后攻击者通过移除3crv的流动性获得10,099,976.2个USDT。
4.最后攻击者把去除流动性的10,000,000个USDTswap成451.0个WBT,归还闪电贷获利离场。
针对该事件，慢雾给出以下防范建议：本次攻击的原因主要在于使用了不安全的预言机来计算LP价格，慢雾安全团队建议可以参考Alpha Finance关于获取公平LP价格的方法。[2022/6/16 4:32:58]
由于xDai使用了侧链技术，在侧链上的交易具备共识，因此不存在上述zkSync中交易必须等到Layer1成功打包才能完全确认的问题。但是xDai使用了PoA网络对资产进行跨链，PoA多签私钥的保管者们具备一定的「超级权限」，多签者们进行联合后可以具备作恶的能力。
Grim Finance 被黑简析：攻击者通过闪电贷借出 WFTM 与 BTC 代币:据慢雾区情报，2021 年 12 月 19 日，Fantom 链上 Grim Finance 项目遭受攻击。慢雾安全团队进行分析后以简讯的形式分享给大家。
1. 攻击者通过闪电贷借出 WFTM 与 BTC 代币，并在 SpiritSwap 中添加流动性获得 SPIRIT-LP 流动性凭证。
2. 随后攻击者通过 Grim Finance 的 GrimBoostVault 合约中的 depositFor 函数进行流动性抵押操作，而 depositFor 允许用户指定转入的 token 并通过 safeTransferFrom 将用户指定的代币转入 GrimBoostVault 中，depositFor 会根据用户转账前后本合约与策略池预期接收代币(预期接收 want 代币，本次攻击中应为 SPIRIT-LP)的差值为用户铸造抵押凭证。
3. 但由于 depositFor 函数并未检查用户指定转入的 token 的合法性，攻击者在调用 depositFor 函数时传入了由攻击者恶意创建的代币合约地址。当 GrimBoostVault 通过 safeTransferFrom 函数调用恶意合约的 transferFrom 函数时，恶意合约再次重入调用了 depositFor 函数。攻击者进行了多次重入并在最后一次转入真正的 SPIRIT-LP 流动性凭证进行抵押，此操作确保了在重入前后 GrimBoostVault 预期接收代币的差值存在。随后 depositFor 函数根据此差值计算并为攻击者铸造对应的抵押凭证。
4. 由于攻击者对 GrimBoostVault 合约重入了多次，因此 GrimBoostVault 合约为攻击者铸造了远多于预期的抵押凭证。攻击者使用此凭证在 GrimBoostVault 合约中取出了远多于之前抵押的 SPIRIT-LP 流动性凭证。随后攻击者使用此 SPIRIT-LP 流动性凭证移除流动性获得 WFTM 与 BTC 代币并归还闪电贷完成获利。
此次攻击是由于 GrimBoostVault 合约的 depositFor 函数未对用户传入的 token 的合法性进行检查且无防重入锁，导致恶意用户可以传入恶意代币地址对 depositFor 进行重入获得远多于预期的抵押凭证。慢雾安全团队建议：对于用户传入的参数应检查其是否符合预期，对于函数中的外部调用应控制好外部调用带来的重入攻击等风险。[2021/12/19 7:49:04]
everPay使用的存储计算范式进行链下计算，链上只保存交易不保存状态，状态由链下计算生成。从以太坊或者其他区块链跨到everPay协议时，通过预言机模式进行资产mint，若外部预言机不存在交易则链下计算的状态并不会被恶意更新。比如ETHmint时，链下的everPay协议收到mint消息会主动去请求以太坊主网，从以太坊主网获取整个交易数据，并对整个交易进行密码学验证，验证通过才能在everPay上生成对应的余额状态。每一次校验使用后的txHash，都会被标记为minted状态，避免重复mint资产。
everPay的交易是由用户签名进行确认，协议内的安全性能得到100%的保障。不过everPay和xDai存在类似的问题，目前也是通过多签技术对Layer1资产进行管理。不过协议还会持续改进安全性，将来会结合区块链存储技术拓展签名透明性：将签名作为治理操作符保存在Arweave上，任何人都可以携带有效的、充分的操作符到Layer1进行有效的资产操作。改进后的方案可以进一步提高安全性、透明性以及降低准入。
性能
ZKRollup借助Layer1共识保障交易安全，压缩后可以将原来的以太坊性能从10-30TPS扩张到2k-3kTPS，这是在共识层面的理论极限。由于压缩的数据最终要重新回到Layer1，因此Layer1和Layer1需要进行资源竞争，这会极大的影响zkSync的TPS。另外，零知识证明技术生成证明需要大量内存和计算资源，4核32GB的机器也需要几分钟才能算出一个区块的证明。目前而言zkSync的实现更像是一个MVP，受限于计算能力，TPS甚至不如以太坊Layer1。要解决计算问题需要等待新的硬件开发投产，如专门为零知识证明设计的FPGA。
xDaiChain使用PoS共识，提供5秒的区块确认，70TPS。xDai的TokenBridge使用PoA网络进行跨链，不像zkSync一样在Layer2和Layer1之间存在性能耦合，不会在同一条链上产生资源竞争问题。虽然PoA在安全性上稍弱，但PoA可能是目前体验上最佳的跨链方式，让跨链应用性能达到最高。
everPay是链下计算，性能仅取决于运载的服务器的性能，目前轻松支持上万TPS。
可用性
zkSync的交互如下：
充值，将以太坊代币发送到zk合约锁定，等待区块确认后产生L2资产；仅收取以太坊充值费用
转账，第一次使用前需要签名并注册Pubkey创建零知识账户；转账费用在0.001美金左右
提现，提现分为普通提现和快速提现，普通提现费用较低，需要50分钟左右；快速提现费用较高，仅需20秒
xDai的交互如下：
充值，使用xDaibridge网站，将代币充值到以太坊合约，完成充值后等待8个区块会在xDaiChain产生余额；仅收取以太坊充值费用
转账，将MetaMask切换到xDaiChain，再使用MetaMask进行转账；转账费用约为0.0002美金
提现，第一步：使用xDaibridge网站，将MetaMask切换到xDaiChain，进行提现第一步交易；第二步：交易打包到xDaiChain后等待8个区块后再将网络切换回以太坊主网，点击Claim完成提现
everPay的交互如下：
充值，打开everPay，使用MetaMask进行充值，等待6个区块后资产充值成功
转账，使用MetaMask签名完成转账，实时到账，转账免费。
提现，选择资产类型和输入提现数量，使用MetaMask完成提现；目前仅支持普通提现，由于需要等待Arweave区块打包，需要等待5-20分钟才能完成提现。将来会提供快速提现功能，用户将协议上的资产转给做市商，市商将资产在1分钟内转给用户。
zkSync和everPay都使用MetaMask进行操作，他们的更像一个Dapp产品，通过网页端配合MetaMask或其他钱包工具进行使用。xDai由于是独立的侧链，使用的过程中需要来回的切换网络，用户体验非常的差。
对于已经熟悉以太坊和以太坊钱包的用户，使用zkSync和everPay都非常的方便；只有精通区块链的用户才具备使用xDai的能力。
由于everPay采用存储计算范式，共识成本极低，因此转账速度和费用方面具有绝对的优势。everPay提供了实时和完全免费的转账。
总结
安全性上zkSync由于使用了零知识证明，更胜一筹。xDai和everPay都将资产托管在原来的链上，使用多签的方式保障资产安全，其中everPay会进一步改进将签名存储在Arweave上以保障操作的透明性和安全性。
性能方面，零知识证明还在发展中，在机器运算能力不足的情况下TPS甚至低于Layer1；xDai仅有70TPS，和以太坊是处于同一量级；everPay目前就可以支持上万TPS，性能远强于zkSync和xDai。
交互上，xDai体验最差，对普通用户基本是不可用的状态。zkSync和everPay都能提供很好的交互体验。everPay采用基于Arweave的存储计算范式，具备极低的共识成本，可以为用户提供免费的转账。目前的零知识证明在工程上还很难满足大规模使用的需求，everPay已经可以为用户提供互联网级别的高性能转账，可用性上everPay更具优势。
我们需要的是一种基于密码证明而非信任的电子支付系统……
——中本聪
正如中本聪所言，在传统电子支付系统中，单一的账本无法达到多方信任的目的，为了提高可信度，人类经过几千年的演化创造了复式会计账，配合复杂的社会法律体系才能完成对帐，而我们真正需要是一种密码学可信的支付系统。比特币应用区块链技术，将账本用密码学保护起来，创造了一个去信任化的支付结算系统。得益于存储计算范式，everPay协议的账本也能达到去信任化以及透明可审计。在可信的基础上，everPay又提供了高性能、易用的区块链支付结算方案，解决了比特币现金大规模应用的痛点。未来，everPay会接入更多的链和代币，为更多的数字资产提供高性能支付结算。
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文章作者：outprog
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