Како су то урадили? Преглед технологија анонимизације криптовалута

Сигурно сте, као корисник биткоина, етера или било које друге криптовалуте, били забринути да би било ко могао да види колико кованица имате у новчанику, коме сте их пренели и од кога сте их примили. Постоји много контроверзи око анонимних криптовалута, али једна ствар са којом се не можемо не сложити је како рекао је Менаџер пројекта Монеро Рикардо Спањи на свом Твиттер налогу: „Шта ако једноставно не желим да благајник у супермаркету зна колико новца имам на рачуну и на шта га трошим?“

У овом чланку ћемо погледати технолошки аспект анонимности – како то раде, и дати кратак преглед најпопуларнијих метода, њихових предности и недостатака.

Данас постоји десетак блокчејнова који омогућавају анонимне трансакције. Истовремено, за неке је анонимност трансфера обавезна, за друге је необавезна, неки скривају само примаоце и примаоце, трећи не дозвољавају трећим лицима да виде чак ни износе трансфера. Скоро све технологије које разматрамо обезбеђују потпуну анонимност – спољни посматрач не може да анализира ни билансе, ни примаоце, ни историју трансакција. Али хајде да почнемо наш преглед са једним од пионира у овој области како бисмо пратили еволуцију приступа анонимности.

Тренутно постојеће технологије анонимизације могу се грубо поделити у две групе: оне засноване на мешању – где се коришћени новчићи мешају са другим новчићима из блокчејна – и технологије које користе доказе засноване на полиномима. Затим ћемо се фокусирати на сваку од ових група и размотрити њихове предности и недостатке.

На бази гњечења

ЦоинЈоин

ЦоинЈоин не анонимизира преводе корисника, већ само компликује њихово праћење. Али одлучили смо да ову технологију укључимо у наш преглед, јер је то био један од првих покушаја да се повећа ниво поверљивости трансакција на Битцоин мрежи. Ова технологија задивљује својом једноставношћу и не захтева промену правила мреже, тако да се лако може користити у многим блок ланцима.

Заснован је на једноставној идеји – шта ако корисници уплате и уплате у једној трансакцији? Испоставило се да ако су Арнолд Шварценегер и Барак Обама убацили и извршили две уплате Чарлију Шину и Доналду Трампу у једној трансакцији, онда постаје теже разумети ко је финансирао Трампову предизборну кампању – Арнолд или Барак.

Али из главне предности ЦоинЈоин-а долази његов главни недостатак - слаба сигурност. Данас већ постоје начини за идентификацију ЦоинЈоин трансакција у мрежи и упаривање скупова улаза са скуповима излаза упоређивањем количина потрошених и генерисаних новчића. Пример алата за такву анализу је ЦоинЈоин Судоку.

Предности:

• Једноставност

Против:

• Демонстрирана могућност хаковања

Монеро

Прва асоцијација која се јавља када се чује реч „анонимна криптовалута“ је Монеро. Овај новчић доказано његову стабилност и приватност под микроскопом обавештајних служби:

У једном од његових недавних чланци Протокол Монеро смо описали веома детаљно, а данас ћемо сумирати оно што је речено.

У Монеро протоколу, сваки излаз потрошен у трансакцији је помешан са најмање 11 (у време писања) насумичних излаза из блок ланца, чиме се компликује граф преноса мреже и задатак праћења трансакција чини рачунарски сложенијим. Мешовити уноси се потписују прстенастим потписом, што гарантује да је потпис дао власник неког од мешовитих новчића, али не омогућава да се утврди ко.

Да би се сакрили примаоци, сваки новогенерисани новчић користи једнократну адресу, што онемогућава посматрачу (наравно, тешко као што је разбијање кључева за шифровање) да повеже било који излаз са јавном адресом. А од септембра 2017. Монеро је почео да подржава протокол Поверљиве трансакције (ЦТ) са неким додацима, чиме се такође скривају износи трансфера. Нешто касније, програмери криптовалуте заменили су Боромејске потписе са Буллетпроофс, чиме су значајно смањили величину трансакције.

Предности:

• Временски тестиран
• Релативна једноставност

Против:

• Генерисање и верификација доказа су спорији од ЗК-СНАРК-ова и ЗК-СТАРК-ова
• Није отпоран на хаковање помоћу квантних рачунара

Мимблевимбле

Мимблевимбле (МВ) је измишљен као скалабилна технологија за анонимизацију трансфера на Битцоин мрежи, али је пронашао своју примену као независни блок ланац. Користи се у криптовалутама Грин и БЕАМ.

МВ је значајан по томе што нема јавне адресе, а да би послали трансакцију, корисници директно размењују излазе, чиме се елиминише могућност спољног посматрача да анализира трансфере од примаоца до примаоца.

Да би се сакрили суми улаза и излаза, користи се прилично уобичајен протокол који је предложио Грег Максвел 2015. Поверљиве трансакције (ЦТ). Односно, износи су шифровани (или боље речено, користе шема обавеза), а уместо њих мрежа ради са тзв. обавезама. Да би се трансакција сматрала валидном, количина потрошених и генерисаних новчића плус провизија мора бити једнака. Пошто мрежа не оперише директно бројевима, једнакост се обезбеђује коришћењем једначине тих истих обавеза, која се назива посвећеност нули.

У оригиналном ЦТ-у, да би гарантовали ненегативност вредности (тзв. доказивање опсега), користе Боромеан Сигнатурес (Боромеан ринг Сигнатурес), који су заузимали много простора у блок ланцу (око 6 килобајта по излазу). ). С тим у вези, недостаци анонимних валута које користе ову технологију укључују велику величину трансакције, али су сада одлучили да напусте ове потписе у корист компактније технологије - Буллетпроофс.

Не постоји концепт трансакције у самом МВ блоку, постоје само излази који се троше и генеришу унутар њега. Нема трансакције - нема проблема!

Да би се спречила деанонимизација учесника у преносу у фази слања трансакције у мрежу, користи се протокол Маслачак, који користи ланац мрежних прокси чворова произвољне дужине који преносе трансакцију једни другима пре него што је стварно дистрибуирају свим учесницима, чиме се замагљује путања трансакције која улази у мрежу.

Предности:

• Мала величина блокчејна
• Релативна једноставност

Против:

• Генерисање и верификација доказа су спорији од ЗК-СНАРК-ова и ЗК-СТАРК-ова
• Подршку за функције као што су скрипте и вишеструки потписи је тешко имплементирати
• Није отпоран на хаковање помоћу квантних рачунара

Докази на полиномима

ЗК-СНАРКс

Замршено име ове технологије значи „Зеро-Кновледге Сажети неинтерактивни аргумент знања“, што се може превести као „Сажети неинтерактивни доказ нултог знања“. Постао је наставак зероцоин протокола, који је даље еволуирао у зерокаш и први пут је имплементиран у Зцасх криптовалути.

Уопштено говорећи, доказ без знања омогућава једној страни да докаже другој истинитост неке математичке изјаве без откривања било какве информације о њој. У случају криптовалута, такве методе се користе да се докаже да, на пример, трансакција не производи више новчића него што троши, без откривања износа трансфера.

ЗК-СНАРКс је веома тешко разумети и било би потребно више од једног чланка да се опише како функционише. На званичној страници Зцасх-а, прве валуте која имплементира овај протокол, опис њеног рада је посвећен 7 чланака. Стога ћемо се у овом поглављу ограничити само на површан опис.

Користећи алгебарске полиноме, ЗК-СНАРКс доказује да пошиљалац уплате поседује новчиће које троши и да количина потрошених новчића не прелази количину генерисаних новчића.

Овај протокол је креиран са циљем да се смањи обим доказа валидности изјаве и да се у исто време брзо провери. Да, према презентације Зооко Вилцок, извршни директор Зцасх-а, величина доказа је само 200 бајтова, а његова исправност се може проверити за 10 милисекунди. Штавише, у најновијој верзији Зцасх-а, програмери су успели да смање време генерисања доказа на око две секунде.

Међутим, пре употребе ове технологије, потребна је сложена поверљива процедура подешавања „јавних параметара“, која се назива „церемонија“ (Церемонија). Цела потешкоћа је у томе што током инсталирања ових параметара ниједна страна нема ниједан приватни кључ за њих, који се зове „токсични отпад“, иначе ће моћи да генерише нове новчиће. Како се овај поступак одвија, можете сазнати из видео снимка даље ИоуТубе.

Предности:

• Мала величина доказа
• Брза верификација
• Релативно брзо генерисање доказа

Против:

• Сложена процедура за постављање јавних параметара
• Токсични отпад
• Релативна сложеност технологије
• Није отпоран на хаковање помоћу квантних рачунара

ЗК-СТАРКс

Аутори последње две технологије су добри у игрању са акронимима, а следећи акроним означава „Зеро-Кновледге Сцалабле Транспарент АРгументс оф Кновледге“. Овај метод је имао за циљ да реши постојеће недостатке ЗК-СНАРК-а у то време: потребу за поузданим подешавањем јавних параметара, присуство токсичног отпада, нестабилност криптографије до хаковања коришћењем квантних алгоритама и недовољно брзо генерисање доказа. Међутим, програмери ЗК-СНАРК-а су се позабавили последњим недостатком.

ЗК-СТАРК-ови такође користе доказе засноване на полиномима. Технологија не користи криптографију јавног кључа, већ се ослања на хеширање и теорију преноса. Елиминисање ових криптографских средстава чини технологију отпорном на квантне алгоритме. Али ово има своју цену - доказ може достићи величину од неколико стотина килобајта.

Тренутно, ЗК-СТАРК нема имплементацију ни у једној од криптовалута, већ постоји само као библиотека либСТАРК. Међутим, програмери имају планове за то који надилазе блокове (у њиховом Бела књига аутори дају пример доказа о ДНК у полицијској бази података). У ту сврху је створен СтаркВаре Индустриес, који је крајем 2018. прикупио 36 милиона долара улагања највећих компанија у индустрији.

Можете прочитати више о томе како ЗК-СТАРК ради у објавама Виталика Бутерина (Део КСНУМКС, Део КСНУМКС, Део КСНУМКС).

Предности:

• Отпорност на хаковање квантним рачунарима
• Релативно брзо генерисање доказа
• Релативно брза верификација доказа
• Нема токсичног отпада

Против:

• Сложеност технологије
• Велика пробна величина

Закључак

Блокчејн и растућа потражња за анонимношћу постављају нове захтеве за криптографију. Тако је грана криптографије која је настала средином 1980-их — докази без знања — за само неколико година допуњена новим методама које се динамички развијају.

Тако је лет научне мисли учинио ЦоинЈоин застарелим, а МимблеВимбле обећавајући новајлија са прилично свежим идејама. Монеро остаје непоколебљив џин у чувању наше приватности. А СНАРК-ови и СТАРК-ови, иако имају недостатке, могу постати лидери на терену. Можда ће у наредним годинама тачке које смо навели у колони „Против“ сваке технологије постати неважне.

Извор: ввв.хабр.цом