FTX倒閉後中心化交易所儲備證明的缺陷與改進

FTX崩潰後，人們對中心化機構的信任度大幅下降。隨後，多家交易所開始積極準備儲備金證明，以向用戶保證資金安全。然而，目前廣泛採用的Merkle Tree儲備證明方法存在一些基本缺陷，中心化機構可能通過某些途徑繞過這種方法所希望實現的無挪用檢查。

本文將闡述現有Merkle Tree儲備證明方法的兩個主要缺陷，並就如何改進提出一些建議。

現有儲備證明方法的工作原理

爲了緩解用戶和中心化機構之間的信息不對稱，現有的儲備證明通常採用傳統的審計方法。由受各方信任的第三方審計公司出具報告，證明中心化機構鏈上持有的資產數量（儲備證明）與用戶資產餘額總和（負債證明）相匹配。

負債證明方面，中心化機構需要生成包含用戶帳戶信息和資產餘額的Merkle Tree。這本質上建立了用戶帳戶資產餘額的匿名化且不可篡改的快照。每個用戶可以獨立計算其帳戶的哈希值，並確定自己的帳戶是否包含在Merkle Tree中。

儲備證明方面，中心化機構需要提供其持有的鏈上地址，並對其進行驗證和審計。常見做法是要求中心化機構提供數字籤名以證明其對鏈上地址的所有權。

在完成Merkle Tree快照和鏈上地址所有權確認後，審計機構對負債和儲備兩端各自的資產總量進行核對，進而判斷中心化機構是否挪用了用戶資金。

現有儲備證明方法的缺陷

1. 使用借貸資金通過審計的可能性

儲備證明方法存在的一個問題是，審計只基於某一特定時間點，且通常每隔幾個月甚至幾年才進行一次。這意味着，中心化交易所仍有機會挪用用戶資金，並在審計期間通過借貸方式填補空缺。

2. 與外部資金方合謀通過審計的可能性

提供相關數字籤名並不等同於對相應地址上資產的所有權。中心化機構可能與外部資金方合謀提供鏈上資產證明。外部資金方甚至可以使用同一筆資產爲多家機構同時提供證明。目前的審計方法難以識別這種欺詐行爲。

改進證明方法的建議

理想的儲備證明系統應該讓審計者和最終用戶能夠實時檢查負債和儲備。但這可能帶來高昂成本和用戶帳戶信息泄露風險。爲防止審計期間儲備證明被僞造，同時不泄露用戶信息，提出以下兩個主要建議：

1. 抽查式隨機審計

以不可預測的時間間隔進行隨機審計，使中心化機構難以操縱帳戶餘額和鏈上資產。這種方法還可以通過對被隨機審計抓包的忌憚來威懾不當行爲。

實踐方法：由受信任的第三方審計機構隨機向中心化機構發送審計請求。收到指令後，中心化機構需要生成包含特定時間點（按區塊高度編號標記）用戶帳戶餘額的Merkle Tree，作爲負債證明。

2. 利用MPC-TSS方案加速儲備證明

在隨機審計期間，中心化機構需要迅速提供儲備證明。這對管理大量鏈上地址的機構（如交易所）是一大挑戰。即使將大部分資產存儲在少數固定地址（如熱錢包或冷錢包），分散在衆多地址中的資金總量仍然可觀。審計期間將這些資金歸集到少數公開地址是耗時的工作，也爲挪用行爲提供了尋求借貸或資金幫助的時間。

一種可能的解決方案是利用MPC閾值籤名方案（MPC-TSS）技術。MPC-TSS是一種先進的加密技術，將私鑰分成多個加密後的分片，由多方持有。這些私鑰分片的持有者可以在不交換各自分片或合並私鑰的情況下共同簽署交易。

在這種方案下，第三方審計機構（如律師事務所、審計事務所、托管人、受托人或監管機構）可以持有一份私鑰分片，中心化機構持有剩餘分片。只要將"閾值"設置爲大於一的數字，所有資產仍由中心化機構控制。需注意的是，爲使中心化機構能生成大量由審計方共管的地址，MPC-TSS共管方案需要支持BIP32協議。

擁有一份私鑰分片後，審計機構可以確定中心化機構的鏈上地址集合，並統計出指定區塊高度時的資產規模。這種方法既能保證儲備證明的真實性，又能在不泄露用戶信息的前提下提高審計效率。