그들은 그걸 어떻게 햇어? 암호화폐 익명화 기술 검토

확실히 당신은 비트코인, 이더리움 또는 기타 암호화폐의 사용자로서 당신의 지갑에 코인이 몇 개 있는지, 누구에게 코인을 전송하고 누구에게서 받았는지 누가 알 수 있을까 걱정했습니다. 익명의 암호화폐를 둘러싸고 많은 논란이 있지만 우리가 동의할 수 없는 한 가지는 сказал 모네로 프로젝트 매니저인 리카르도 스파그니(Riccardo Spagni)는 자신의 트위터 계정에서 "슈퍼마켓 계산원이 내 잔고에 얼마의 돈이 있는지, 어디에 쓰는지 알리고 싶지 않다면 어떻게 해야 할까요?"라고 밝혔습니다.

이 기사에서는 익명성의 기술적 측면, 즉 익명성의 수행 방법을 살펴보고 가장 널리 사용되는 방법과 장점 및 단점에 대한 간략한 개요를 제공합니다.

오늘날 익명 거래를 허용하는 약 XNUMX개의 블록체인이 있습니다. 동시에 일부에게는 송금의 익명성이 필수이고 다른 일부에게는 선택 사항이며 일부는 수취인과 수취인만 숨기고 다른 일부는 제XNUMX자가 송금 금액조차 볼 수 없도록 허용합니다. 우리가 고려하고 있는 거의 모든 기술은 완전한 익명성을 제공합니다. 외부 관찰자는 잔액, 수취인 또는 거래 내역을 분석할 수 없습니다. 하지만 익명성에 대한 접근 방식의 진화를 추적하기 위해 이 분야의 선구자 중 한 명과 함께 검토를 시작하겠습니다.

현재 기존 익명화 기술은 크게 두 가지 그룹으로 나눌 수 있습니다. 하나는 사용된 코인이 블록체인의 다른 코인과 혼합되는 혼합 기반 기술과 다항식 기반 증명을 사용하는 기술입니다. 다음으로, 우리는 이들 각 그룹에 초점을 맞추고 그들의 장단점을 고려할 것입니다.

반죽 기반

코인 조인

코인 조인 사용자 번역을 익명화하지 않지만 추적을 복잡하게 만듭니다. 그러나 우리는 이 기술을 검토에 포함하기로 결정했습니다. 이는 비트코인 ​​네트워크에서 거래의 기밀성 수준을 높이려는 최초의 시도 중 하나였기 때문입니다. 이 기술은 단순함이 매력적이며 네트워크 규칙을 변경할 필요가 없으므로 많은 블록체인에서 쉽게 사용할 수 있습니다.

이는 간단한 아이디어를 기반으로 합니다. 즉, 사용자가 단일 거래로 칩을 투입하고 결제하면 어떻게 될까요? Arnold Schwarzenegger와 Barack Obama가 한 번의 거래로 Charlie Sheen과 Donald Trump에게 두 번의 지불을 한 경우 Arnold 또는 Barack 중 누가 트럼프 선거 캠페인에 자금을 지원했는지 이해하기가 더 어려워집니다.

그러나 CoinJoin의 주요 장점에는 취약한 보안이라는 주요 단점이 있습니다. 오늘날 네트워크에서 CoinJoin 거래를 식별하고 지출 및 생성된 코인의 양을 비교하여 입력 세트를 출력 세트와 일치시키는 방법이 이미 있습니다. 그러한 분석을 위한 도구의 예는 다음과 같습니다. 코인조인 스도쿠.

장점 :

• 단순성

단점 :

• 검증된 해킹 가능성

모네로

"익명 암호화폐"라는 단어를 들었을 때 가장 먼저 떠오르는 것은 모네로입니다. 이 동전 증명 된 정보 서비스의 현미경 하에서 안정성과 개인 정보 보호:

그의 최근 중 하나에서 조항 우리는 모네로 프로토콜에 대해 매우 자세히 설명했으며 오늘은 설명된 내용을 요약하겠습니다.

모네로 프로토콜에서는 거래에 소비된 각 출력이 블록체인의 최소 11개(작성 당시) 무작위 출력과 혼합되어 네트워크의 전송 그래프를 복잡하게 만들고 거래 추적 작업을 계산적으로 복잡하게 만듭니다. 혼합 항목은 링 서명으로 서명됩니다. 이는 혼합 동전 중 하나의 소유자가 서명을 제공했음을 보장하지만 누구인지 확인할 수는 없습니다.

수신자를 숨기기 위해 새로 생성된 각 코인은 일회용 주소를 사용하므로 관찰자가 출력을 공개 주소와 연결하는 것이 불가능합니다(물론 암호화 키를 깨는 것만큼 어렵습니다). 그리고 2017년 XNUMX월부터 모네로가 프로토콜을 지원하기 시작했습니다. 기밀 거래 (CT)에 일부 추가가 포함되어 이체 금액도 숨겨집니다. 조금 후에 암호화폐 개발자는 Borromean 서명을 Bulletproofs로 대체하여 거래 규모를 크게 줄였습니다.

장점 :

• 오랜 세월에 걸쳐 검증된
• 상대적 단순성

단점 :

• 증명 생성 및 검증은 ZK-SNARK 및 ZK-STARK보다 느립니다.
• 양자컴퓨터를 이용한 해킹에 저항하지 않음

Mimble Wimble

Mimblewimble(MW)은 비트코인 ​​네트워크에서 전송을 익명화하기 위한 확장 가능한 기술로 개발되었지만 독립된 블록체인으로 구현되었습니다. 암호화폐에 사용됨 이를 드러내고 웃다 и 빔.

MW는 공개 주소가 없고 거래를 보내기 위해 사용자가 출력을 직접 교환하므로 외부 관찰자가 수신자에서 수신자로의 전송을 분석할 수 없다는 점에서 주목할 만합니다.

입력과 출력의 합계를 숨기기 위해 2015년 Greg Maxwell이 제안한 상당히 일반적인 프로토콜이 사용됩니다. 기밀 거래 (CT). 즉, 금액이 암호화됩니다. 약속 제도), 그 대신 네트워크는 소위 약속으로 작동합니다. 거래가 유효한 것으로 간주되려면 소비 및 생성된 코인 금액에 커미션을 더한 금액이 동일해야 합니다. 네트워크는 숫자로 직접 작동하지 않기 때문에 이러한 동일한 약속의 방정식을 사용하여 동등성이 보장됩니다. 이를 XNUMX에 대한 약속이라고 합니다.

원본 CT에서는 값의 음수가 아님을 보장하기 위해(소위 범위 증명) 블록체인에서 많은 공간을 차지하는 Borromean Signatures(Borromean 링 서명)를 사용합니다(출력당 약 6KB). ). 이와 관련하여 이 기술을 사용하는 익명 통화의 단점에는 거래 규모가 크다는 것이 포함되었지만 이제는 보다 컴팩트한 기술인 Bulletproofs를 선호하여 이러한 서명을 포기하기로 결정했습니다.

MW 블록 자체에는 거래라는 개념이 없으며, 그 안에서 소비되고 생성된 출력만 있을 뿐입니다. 거래 없음 - 문제 없습니다!

트랜잭션을 네트워크로 보내는 단계에서 전송 참가자의 익명화를 방지하기 위해 프로토콜이 사용됩니다. 민들레이는 트랜잭션을 실제로 모든 참가자에게 배포하기 전에 서로에게 전송하는 임의 길이의 네트워크 프록시 노드 체인을 사용하여 네트워크에 진입하는 트랜잭션의 궤적을 난독화합니다.

장점 :

• 작은 블록체인 크기
• 상대적 단순성

단점 :

• 증명 생성 및 검증은 ZK-SNARK 및 ZK-STARK보다 느립니다.
• 스크립트, 다중 서명 등의 기능 지원은 구현이 어렵습니다.
• 양자컴퓨터를 이용한 해킹에 저항하지 않음

다항식에 대한 증명

ZK-SNARK

이 기술의 복잡한 이름은 "영 지식 간결한 비대화형 지식 논증'은 '간결한 비대화형 영지식 증명'으로 번역될 수 있습니다. 이는 제로캐시로 더욱 발전하여 Zcash 암호화폐에서 처음 구현된 제로코인 프로토콜의 연속이 되었습니다.

일반적으로 영지식 증명을 통해 한 당사자는 정보를 공개하지 않고도 수학적 진술의 진실성을 다른 당사자에게 증명할 수 있습니다. 암호화폐의 경우, 이러한 방법은 예를 들어 거래 금액을 공개하지 않고 거래에서 지출한 것보다 더 많은 코인을 생성하지 않는다는 것을 증명하는 데 사용됩니다.

ZK-SNARK는 이해하기가 매우 어려우며 작동 방식을 설명하려면 두 개 이상의 기사가 필요합니다. 이 프로토콜을 구현하는 최초의 통화인 Zcash의 공식 페이지에는 해당 작업에 대한 설명이 나와 있습니다. 7개의 기사. 그러므로 이 장에서는 피상적인 설명에만 국한하겠습니다.

ZK-SNARKs는 대수적 다항식을 사용하여 지불 보낸 사람이 자신이 소비하는 코인을 소유하고 있으며 소비된 코인의 양이 생성된 코인의 양을 초과하지 않음을 증명합니다.

이 프로토콜은 진술의 유효성을 증명하는 크기를 줄이고 동시에 이를 빠르게 검증하는 것을 목표로 만들어졌습니다. 네, 따르면 프리젠 테이션 Zcash의 CEO인 Zooko Wilcox는 증명 크기가 200바이트에 불과하며 정확성을 10밀리초 안에 확인할 수 있다고 말했습니다. 게다가 최신 버전의 Zcash에서 개발자들은 증명 생성 시간을 약 XNUMX초로 줄이는 데 성공했습니다.

그러나 이 기술을 사용하기 위해서는 '세레모니(ceremony)'라고 불리는 '공개 매개변수'의 복잡한 신뢰 설정 절차가 필요하다.세레모니). 전체적인 어려움은 이러한 매개변수를 설치하는 동안 어느 당사자도 "독성 폐기물"이라고 하는 개인 키가 남아 있지 않다는 것입니다. 그렇지 않으면 새 코인을 생성할 수 있습니다. 이 절차가 어떻게 발생하는지에 대한 비디오에서 배울 수 있습니다. 유튜브.

장점 :

• 작은 증거 크기
• 빠른 검증
• 상대적으로 빠른 증명 생성

단점 :

• 공개 매개변수 설정을 위한 복잡한 절차
• 유독성 폐기물
• 기술의 상대적 복잡성
• 양자컴퓨터를 이용한 해킹에 저항하지 않음

ZK-STARK

마지막 두 기술의 저자는 약어를 다루는 데 능숙하며 다음 약어는 "Zero-Knowledge Scalable Transparent ARguments of Knowledge"를 의미합니다. 이 방법은 당시 ZK-SNARK의 기존 단점, 즉 신뢰할 수 있는 공개 매개변수 설정의 필요성, 독성 폐기물의 존재, 양자 알고리즘을 사용한 해킹에 대한 암호화의 불안정성, 불충분하게 빠른 증거 생성 등을 해결하기 위한 것이었습니다. 그러나 ZK-SNARK 개발자는 마지막 단점을 해결했습니다.

ZK-STARK는 다항식 기반 증명도 사용합니다. 이 기술은 공개 키 암호화를 사용하지 않고 대신 해싱 및 전송 이론에 의존합니다. 이러한 암호화 수단을 제거하면 기술이 양자 알고리즘에 저항하게 됩니다. 그러나 여기에는 대가가 따릅니다. 증거 크기는 수백 킬로바이트에 달할 수 있습니다.

현재 ZK-STARK는 어떤 암호화폐에서도 구현되지 않고 라이브러리로만 존재합니다. libSTARK. 그러나 개발자들은 블록체인을 훨씬 넘어서는 계획을 가지고 있습니다. 백지 저자는 경찰 데이터베이스에 있는 DNA 증거의 예를 제시합니다. 이를 위해 만들어졌습니다. 스타크웨어 산업, 2018년 말에 수집된 36 만 업계 최대 기업의 투자.

Vitalik Buterin의 게시물(일부 1, 일부 2, 일부 3).

장점 :

• 양자컴퓨터 해킹에 대한 저항력
• 상대적으로 빠른 증명 생성
• 비교적 빠른 증명 검증
• 독성 폐기물 없음

단점 :

• 기술의 복잡성
• 큰 교정 크기

결론

블록체인과 익명성에 대한 수요 증가로 인해 암호화에 대한 새로운 요구가 제기되었습니다. 따라서 1980년대 중반에 시작된 영지식 증명인 암호화 분야는 불과 몇 년 만에 새롭고 역동적으로 발전하는 방법으로 보충되었습니다.

따라서 과학적 사고의 비약으로 인해 CoinJoin은 쓸모없게 되었고 MimbleWimble은 상당히 신선한 아이디어를 지닌 유망한 신인이 되었습니다. 모네로는 우리의 개인 정보를 보호하는 데 있어 흔들리지 않는 거대 기업으로 남아 있습니다. 그리고 SNARK와 STARK는 비록 단점이 있지만 해당 분야의 리더가 될 수 있습니다. 아마도 앞으로는 각 기술의 "단점" 열에 표시된 사항이 더 이상 의미가 없게 될 것입니다.

출처 : habr.com