最近，在cz几条推特的轰炸之下，全球第二大交易所FTX因为挪用用户资产，被挤兑后迅速宣告破产，由此导致了用户对CEX资产储备不透明的强烈不信任感。而cz提出CEX要做MerkleTree的资产证明，并计划几周内发布，其他交易所纷纷表示跟进。
那么，什么是MerkleTree，中心化交易所应如何通过MerkleTree实现自身资产储备≥用户资产？本文将从技术角度讨论并给出完整的证明方案与代码实现。
我们以ETH为例，当我们要实现资产证明时，我们要证明的是链上资产ETH总额≥交易所用户ETH资产总额。因此，证明分为链上与链下两部分。
链上证明
链上证明比较简单，因为交易所通常会将所有用户充值汇总到几个地址，列出这几个地址在链上自查即可。为证明这些地址是交易所拥有，可用私钥签名一条简单的消息即可，签名只需要发布一次。
Coinbase首席政策官：美国对加密货币的监管不确定性会伤害处在下一个大事件风口的新兴项目和创始人:金色财经报道，Coinbase首席政策官Faryar Shirzad在社交媒体上称，Coinbase在向美国商务部的评论信中发送了关于制定一个关于数字资产技术竞争力的框架。即：引领加密货币是美国全球科技领先和竞争力的核心。Shirzad表示，加密货币不再是简单的购买和出售比特币，用例正在迅速发展。不幸的是，美国目前在这方面以及其他一些全球领先指标上都落后了。
加密货币提出了新的问题和需求，世界各国政府欧盟、英国、澳大利亚、巴西、新加坡等正在推进制定可行的监管框架。 那么美国能做什么呢？建立监管明确性。监管的不确定性不仅会阻碍像Coinbase这样的中心化交易所提供许多资产、服务和产品，还会伤害处于下一个大事件风口浪尖的新兴项目和创始人。美国还可以通过支持针对非法活动的解决方案、在国内培养人才以及保护通向Web3的入口来保持竞争力。[2022/7/6 1:55:41]
链下证明
萨尔瓦多总统：萨尔瓦多成为12000年货币历史中最重要的14大事件之一:法新社发布推文并配图表示，在萨尔瓦多通过一项接受比特币作为法定货币的法律后，下图是货币历史上主要事件的年表。萨尔瓦多总统Nayib Bukele转发了这条推文，并评论道萨尔瓦多（接受比特币作为法定货币）成为12000 年“货币历史”中最重要的14大事件之一。[2021/6/10 23:27:13]
链下证明就比较复杂，需要用到MerkleTree。
MerkleTree是一种二叉树，其最底层叶子节点存储数据以及数据的哈希，而每上一层节点则存储两个子节点的哈希，最后由根节点的哈希保证这个MerkleTree的任何节点数据的完整性。因为修改任何一个叶子节点的数据都会导致根节点的哈希变化，因此，使用MerkleTree可以保证，只要发布了Root，树的所有子节点均不可修改：
动态 | Morgan Creek创始人发推总结本周加密领域大事件:Morgan Creek创始人Anthony Pompliano发推总结本周加密领域发生的大事件，具体为： 1. Square在第二季度销售了1.25亿美元的BTC； 2. 沃尔玛为稳定币申请专利； 3. 灰度使用Coinbase Custody； 4. 韩国启动自由监管区； 5. Kraken收购Interchange 6. Lolli与Safeway、Udemy达成合作； 7. 比特币仍未死亡。[2019/8/3]
假设交易所全部5个用户持有若干不等的ETH，按用户ID可表示如下：
Qtum量子链帅初：去中心化交易比起中心化的交易系统的高频、深度、流动性，差距很大:在近日的“三点钟无眠区块链”分享关于中心化交易系统，未来的发展方向的问题时，帅初表示，去中心化交易系统我研究的不多，谈几个具体的案例，最早出现的去中心化交易系统是基于mastercoin和counterparty的colorcoin对colorcoin的交易对，后面出现了基于NXT和BTS的去中心化交易系统，再后面出现了 etherdelta (基于智能合约的交易系统)，从体验上面来说，几个去中心化的交易系统的体验差不多，比起中心化的交易系统的高频、深度、流动性，差距很大。关于去中心化交易系统中订单的撮合和订单的同步，这个可以找一些这方面的开发者，咨询一下。[2018/2/22]
可将用户ID视为索引，构造MerkleTree并计算MerkleRoot：
交易所发布MerkleRoot后，可确保所有子节点——即用户ID对应的子节点余额均完全确定下来，每个用户均可根据自己的用户ID查询余额是否相符，只要有任何一个用户发现自己的余额在指定索引的位置不符，即可判断交易所造假。
为了证明交易所的用户资产储备总额，交易所也不得不公开所有子节点的索引与余额，这样任何第三方才能计算出用户资产总额，并根据交易所公布的MerkleRoot确认这些子节点数据没有被篡改。
然而，这样一来，每个用户的持币余额就完全公开了，可以很容易地对持币大户进行跟踪。因此，我们需要一种机制将一个用户的余额拆成若干份，并存储在多个不同的索引地址。为了确保索引不会冲突，可使用SparseMerkleTree，用以太坊地址作为索引。对SparseMerkleTree不熟悉的同学可以参考针对以太坊实现的一种SparseMerkleTree。
例如，对于用户45678持有的45.67余额，我们可以分为3份：
14.727835427.8394771023.10268748然后，根据ID计算出确定的若干地址索引：
6f1cc8a44919eb1c6576d6819b37ac9ab288ecb59759bf1d54e5f25f135d7674dea3bef0d24fb15346daefba020f7e5bfa957b13aeaa4b72034a90fd这样我们就可以把这个用户的余额分别存放在3个子节点上。把所有用户都处理一遍，假设结果如下：
我们就可以得到一个地址索引=余额的列表。对地址进行排序，以便让同一个用户的多个地址不再连续列出，得到地址/余额的CSV如下：
交易所计算总额683.91以及MerkleRoot值0x61cdf659...c41c40fe，公开CSV文件及MerkleRoot后，任何第三方可校验树的有效性，并获得用户资产总额，再与链上对比。对于每一个用户来说，需要根据自己的ID，快照时产生的余额，以及交易所给出的用于生成确定性地址的随机数，可自行验证对应的若干节点余额总和与自己的资产额度完全相等。
这种方式既能保证每个用户可验证自己的资产，又能保证其他人无法推算某个用户的资产，其缺点是计算较为繁琐，需要相应的第三方工具帮助用户校验。
小结
本文给出了一种交易所用户资产的额度证明，并保证不泄漏任何用户的额度。详细代码可参考GitHub源码：
https://github.com/michaelliao/eth-smt/blob/master/sample/src/main/java/com/itranswarp/sample/Proof.java
责任编辑：Kate
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