中心化交易所储备证明方法的缺陷与改进

FTX崩塌事件后，市场对中心化机构的信任度大幅下降。为了挽回用户信心，多家交易所开始采用Merkle Tree储备证明方法，以证明其未挪用用户资产。然而，这种方法存在一些基本缺陷，无法完全保证资金安全。

本文将探讨现有Merkle Tree储备证明方法的两个主要问题，并提出一些改进建议。

现有储备证明方法概述

目前的储备证明通常采用传统审计方式，由可信第三方审计公司出具报告，证明交易所链上资产（储备）与用户资产余额总和（负债）相匹配。

负债证明方面，交易所需生成包含用户账户信息和资产余额的Merkle Tree，建立匿名且不可篡改的用户账户资产快照。用户可独立验证其账户是否包含在Merkle Tree中。

储备证明方面，交易所需提供其持有的链上地址，并通过数字签名等方式验证所有权。

审计机构随后对比负债和储备两端的资产总量，判断交易所是否存在资金挪用。

现有方法的主要缺陷

1. 可能通过临时借贷通过审计

现有储备证明通常基于特定时间点进行，且审计间隔较长。这使得交易所有机会在审计期间临时借贷资金填补空缺，掩盖资金挪用行为。

2. 可能与外部机构合谋伪造证明

仅提供数字签名并不等同于实际拥有相应地址上的资产。交易所可能与外部机构合谋，使用非自有资产提供链上证明。甚至同一笔资金可能被多家机构重复使用，现有审计方法难以识别这种欺诈行为。

改进建议

理想的储备证明系统应允许实时检查负债和储备，但这可能带来高昂成本和用户隐私泄露风险。为在不泄露用户信息的前提下防止储备证明被伪造，提出以下两点建议：

1. 引入抽查式随机审计

以不可预测的时间间隔进行随机审计，使交易所难以操纵账户余额和链上资产。这种方法还可通过威慑效应遏制不当行为。

实施方法：由可信第三方审计机构随机向交易所发送审计请求。交易所需立即生成包含当前时间点（以区块高度标记）用户账户余额的Merkle Tree，作为负债证明。

2. 采用MPC-TSS方案加速储备证明

随机审计要求交易所在短时间内提供储备证明，这对管理大量链上地址的交易所是一大挑战。即使将大部分资产存储在少数固定地址，在众多地址中归集资金仍然耗时，可能给挪用行为留下操作空间。

一种可能的解决方案是利用MPC阈值签名方案（MPC-TSS）技术。MPC-TSS将私钥分成多个加密分片，由多方持有。持有者可在不交换或合并私钥的情况下共同签署交易。

在此方案下，审计机构可持有一份私钥分片，交易所持有剩余分片。将"阈值"设置为大于一，资产仍由交易所控制。同时，MPC-TSS方案需支持BIP32协议，以便生成大量共管地址。

审计机构拥有私钥分片，可确定交易所的链上地址集合，并在指定区块高度统计资产规模，从而更有效地进行储备证明。

通过这些改进，储备证明系统有望更好地保护用户资产安全，提高中心化交易所的透明度和可信度。