解读高性能隐私中间件 Automata Network

Automata Network 的两款产品 Conveyor 和 Witness 各有侧重，前者针对的是 MEV 相关问题，后者则专注于 DAO 中的匿名投票。

IOSG 连续两轮投资支持 Automata Network，作为一路见证项目成长的机构投资人，我们看到项目的产品技术路径的快速迭代，同时快速定位发展路径并且成为在 Web3.0 浪潮中一颗闪亮的新星。今天我们将借助此文讲述 Automata Network 项目的产品逻辑和技术路线，让更多人了解他们的故事。

隐私是加密货币领域中用户最关注的需求之一。我们在以太坊 Layer1 遇到的最大的一些问题，比如说 MEV （矿工可提取价值）等，部分都是因为缺乏隐私性导致的。 由于区块链天生具有透明性，用户的身份以及交易信息会在链上进行全网广播，这就让别有用心的第三方（通常指恶意者）有了可趁之机。他们会设法获取并利用这些信息，牺牲用户的利益来获取利润，这种情况下，价值可能就在在用户不知情的情况下流失。

抢先交易（Front-running attacks)、三明治攻击 (sandwich attacks) 等都是 MEV 的典型例子。比如当用户想要在 Uniswap 上大量买入代币，这一操作有可能使得代币价格大幅波动，此时第三方（恶意者）通过查看 mempool （内存池）注意到这些信息，他们在用户买入之前，通过提高交易费，抢先于该用户进行买入。那么当该用户再进行买入时，此时代币的价格就高出许多了。而第三方交易者会在用户买入后再以更高的价格抛售并从中获利。这是通过跟踪其他人的交易信息就能从中获利的小例子，然而 这只是因缺乏隐私性导致用户损失的冰山一角，真正的影响远不仅此。

我们期待区块链应用程序和加密货币得到主流采用，从支付到 DAO 治理投票，从借贷到诸如我们在传统金融中看到那些的更为复杂的用例等，隐私将会变得更为重要。 而 Automata Network 的横空出世恰到好处，通过提供高性能的隐私中间件，并且无缝集成到以太坊和 Polkadot 等平台，将隐私更好的带入了区块链领域。

Automata 系统设计

Automata Network 正在构建一个中间件层，为当前的区块链应用带来隐私与完整性计算。它通过将 TEE （可信执行环境）硬件与 Oblivious RAM 算法相结合，并创建一个用户数据无法被第三方（包括系统中的节点）查看、更改以及访问的安全空间提供私密性极高的隐私服务。安全空间是一个利用信任硬件（英特尔 SGX）和特定算法来隐藏用户活动（Oblivious RAM）的节点网络， 用户的数据不会让包括 Automata 以及节点运营方之内的任何第三方知道。

众所周知，可信执行环境（TEE）是一个提供安全功能的执行环境（如隔离执行），使用 TEE 执行的应用程序具有完整性，并且资产也更加具有保密性。在深入了解 Automata Network 的产品及其用例前，需要强调的是，ORAM 技术在 TEE 和其他基于 TEE 的生态项目之上提供了一个额外的安全层。虽然在一定程度上，TEE 已经提供了安全性，但恶意行为者依然可以通过观察交易执行过程并访问内存池来获取信息。ORAM 通过隐藏硬件内存访问模式来防止恶意行为者获得与用户活动有关的信息， 也就是说，它提供了一种隐匿算法，避免了计算过程中泄漏额外的信息。 这是 ORAM 在区块链项目中的首次应用，项目团队也在顶级学术期刊上发表了有关 ORAM 技术发展的领先学术研究。

Automata Network 建立在 Substrate 框架上并由三个不同的层级组成。第一层是控制层，负责状态转换、证明验证以及 Geode 节点之间的协调。第二层是通过提供「安全空间」的 Geode 节点进行运算的地方。最后的服务层则是为开发者准备的，他们可以运用 Automata Network 的隐私功能建立应用程序，并在无需自己运行 Geode 节点的情况下与领域内其他的应用程序集成。与目前领域内其他 TEE 项目截然不同的是，Automata 团队并不专注于企业用例，而是旨在为现有的区块链应用带来更好的隐私性。 Automata Network 最初的两个产品 Conveyor 和 Witness 也都各有侧重，其中 Conveyor 针对的是 MEV 相关的问题，如抢先交易、三明治攻击，而 Witness 则专注于另一个重要的用例，即 DAO 中的匿名投票。

Conveyor：解决 MEV 的问题

MEV 是以太坊社区亟待解决的问题，Conveyor 为其提供了较好的方式。MEV 和区块链的隐私问题紧密相关，这不仅是以太坊 Layer1 的问题，而且是其他 POW 或 POS 主链以及 Layer2 的共同面临的问题。MEV 存在的原因有很多，最大的两个原因是公共内存池，以及矿工发现潜在交易后抢先利用较高的手续费将该订单拿下让自己成为最大获益方。

从用户的角度来说，用 Conveyor 处理有 MEV 的交易和用 Uniswap 交易的体验如出一辙，比如，用户存入 ETH，再把 ETH 换成各种想要的资产。实际上，Conveyor 使用 Automata Network 特定的代币 gtoken （gETH、gBTC 等）来帮助用户实现隐私保护交易。交易开始之前，用户的代币先被打包成 gtoken。这使得交易可以通过使用 Geode 节点的私有中继器进行。包装好的代币通过 Conveyor 处理，这个过程不会改变交易顺序，也无法获得交易内容的信息。只有在交易执行之后，代币才会根据用户需要被解包还原。

Automata Network 另外一个重要的特点是它可以和多种区块链上当前所有的应用程序兼容，并且集成这些项目也非常容易。现有的区块链应用通过简单的 SDK 就可以集成到 Automata Network 网络，而不需要对其代码库进行重大修改。Automata Network 作为一个中间件层，能快速无缝的链接平台与应用，目标是为整个 Web3 生态提供隐私服务。

Witness：通过 DAO 进行隐私投票

在这轮牛市中，DAO 重新引起了人们关注，许多知名项目首选 DAO 作为治理方式。在过去的几个月里，DAO 项目不断增加，DAO 管理的资金量也在快速增长。 我们预计这一趋势将加速进行，并且 DAO 的其他用例很快就会出现。

Automata Network 通过 Witness 产品提供基于隐私的链上执行链下治理的解决方案。Witness 根据提案者要求的隐私程度隐藏投票者的身份和投票数量。由于投票本身是在链下进行的，无需支付燃料费用，特别是与目前的以太坊交易费用相比。此外，在未来的迭代中，用户也可以根据投票结果触发链上执行。 Witness 为提案人提供了不同级别的隐私选择。他们可以选择公开，或者选择隐藏身份或投票数。

结论

我们预测未来会有更多隐私解决方案可供选择。硬件隐私方案依赖于硬件生产商为客户提供隐私服务。软件隐私比如 ZKP 是则是另一种方法，但是这种方式需要很长时间才能走向市场，达到实现硬件方案的优势，即提供相同的可编程性和可集成性。目前，ZKP 的方案也缺乏可编程性，所以集成也很困难。此外，软件隐私方案可能在短期或中期遇到扩容的瓶颈，比如数据可用性层的难题，以及为客户创造证明的算力费用昂贵等问题。算力的巨大需求导致昂贵的交易费用，会比现在 Tornado Cash 的服务更贵。 TEE 方案能够把隐私服务以更高效率和更低廉费用提供给 DeFi。 我们相信，在 Conveyor 和 Witness 加持下，Automata 将能以较低接入成本快速满足 DeFi 市场对隐私功能的需求。

同时，我们看到 Automata Network 团队的执行力和技术创新迭代能力极强，我们很期待和他们一起在 Web3.0 时代一起披襟斩棘。目前 Automata Network 已经与行业内的领先项目建立了伙伴关系，其两个具有清晰应用场景的优秀产品发展势头也十分强劲。总之，这仅仅是个开始，我们期待看到更多的隐私类区块链应用集成到使用 Automata Network。