Refleksja nad prywatnością w środowisku kryptowalutowym pokazuje, że kryptowaluty często przedstawiane są jako anonimowe środki płatnicze, chociaż istnieje również twierdzenie, że śledzenie ruchu cyfrowych funduszy jest znacznie łatwiejsze niż śledzenie ruchu walut fiducjarnych, takich jak dolar. Aby pogodzić te dwa twierdzenia, przede wszystkim konieczne jest zrozumienie, co oznacza prywatność w świecie kryptowalut. Odpowiedź na to pytanie nie jest tak prosta, jak się wydaje na pierwszy rzut oka, ponieważ termin «prywatność» w dziedzinie technologii blockchain może oznaczać wiele różnych zjawisk. Jednocześnie zrozumienie tego jest niezwykle ważne dla deweloperów, inwestorów i innych uczestników systemu kryptoekonomicznego. Spróbujmy zrozumieć to pytanie.
Rozważmy trzy główne aspekty prywatności w kontekście aktywów cyfrowych, które obejmują: dane osobowe użytkownika dokonującego transakcji kryptowalutowej; dane dotyczące przeprowadzanej operacji; ogólne informacje o stanie blockchaina, uzyskane poprzez połączenie danych o wszystkich transakcjach. Aby uniemożliwić dostęp do tych informacji lub ich uzyskanie poprzez obliczenia, dla zewnętrznego obserwatora, w protokole można zastosować kryptografię. Jednocześnie ci, którzy dążą do uzyskania informacji o blockchainie, mogą łączyć poszczególne fragmenty, aby dowiedzieć się interesujących ich informacji lub przynajmniej sformułować odpowiednie przypuszczenia. W tym sensie głównym zadaniem z punktu widzenia prywatności jest opracowanie protokołu, który ujawni potencjalnym napastnikom minimalną możliwą ilość informacji o konkretnych atrybutach transakcji.
Ważne jest, aby zauważyć, że prywatność niektórych atrybutów jest daleka od jednoznacznego zjawiska. Na przykład, pewne informacje mogą być znane niektórym obserwatorom, a nieznane innym, lub obserwatorzy mogą formułować pewne założenia, nie mając pełnej pewności co do nich. Ta dualność często sprawia, że twierdzenia takie jak «Kryptowaluta X gwarantuje prywatność» lub «Kryptowaluta X jest bardziej prywatna niż Kryptowaluta Y» są bezsensowne. Co więcej, gdy są używane nieostrożnie, takie stwierdzenia mogą prowadzić do zamieszania i błędnych interpretacji, a to właśnie dlatego mogą być używane do celowego wprowadzania użytkowników w błąd. Uważamy, że znacznie rozsądniej jest formułować bardziej szczegółowe stwierdzenia, takie jak «w Monero kwota transakcji jest prywatna» lub «w ZCash adresy nadawców są anonimowe w pewnym stopniu». Jak zobaczymy później, w niektórych przypadkach narzędzia kryptograficzne, takie jak dowody zerowej wiedzy, mogą pomóc w analizie takich stwierdzeń lub nawet dostarczyć solidnych argumentów na ich korzyść.
Zastanówmy się więc nad każdym z aspektów prywatności w kontekście kryptowalut osobno. Prywatność informacji osobistych (anonimowość) Anonimowość to pierwsza rzecz, która przychodzi ludziom na myśl, gdy słyszą słowo «prywatność». Anonimowość oznacza brak powiązania między działaniami użytkownika a jego prawdziwą tożsamością. Jednym z najłatwiej zapewnianych rodzajów anonimowości jest tzw. «pseudonimowość»: w istocie to właśnie to różne usługi internetowe gwarantują nam, przypisując pseudonimy takie jak bitcoinlover2008 zamiast naszych prawdziwych imion. W tej sytuacji, w większości transakcji z udziałem innych użytkowników protokołu, dane dotyczące osoby fizycznej lub prawnej użytkownika bitcoinlover2008 nie będą się pojawiać. W większości sieci kryptowalutowych, w tym Bitcoin, użytkownicy otrzymują klucz publiczny i klucz prywatny. Klucz publiczny służy jako odpowiednik loginu, a klucz prywatny jako odpowiednik hasła. Kto uzyska klucz prywatny, na podstawie prawa lub poprzez kradzież, może generować wiadomości «podpisane» twoim imieniem, a za pomocą klucza publicznego każdy może zweryfikować i potwierdzić ich autorstwo. Dzięki tej funkcji użytkownicy mogą na przykład otrzymywać bitcoiny na jeden lub kilka publicznychklucze-adresy i kontrolować swoje środki oraz wysyłać je za pomocą klucza prywatnego – i to wszystko bez interwencji centralnych organów. Te pojęcia stanowią fundament nowoczesnej matematycznej kryptografii i same w sobie budzą duże zainteresowanie. Jednak w naszych celach posiadanie kombinacji klucza publicznego i prywatnego oznacza po prostu sposób na wdrożenie koncepcji pseudonimowości w kontekście zdecentralizowanych sieci. Z powodu tej pseudonimowości, zazwyczaj inherentnej w protokołach kryptowalutowych, przedstawiciele mediów i ogół społeczeństwa tworzą błędne wrażenie, że kryptowaluty są anonimowe lub przynajmniej zapewniają znacznie większą anonimowość niż tylko używanie pseudonimów. Nic dziwnego, że to nieporozumienie prowadzi do tego, że ludzie zaczynają używać kryptowalut do nielegalnych celów, czy to do hazardu online, czy transakcji w darknecie.
Jednak rzeczywisty poziom anonimowości kryptowalut może poważnie rozczarować takich użytkowników: rzeczywiście wysyłają i odbierają monety na publiczne adresy, a ich prawdziwe imiona nie są ujawniane podczas dokonywania transakcji, jednak w wyniku pewnych działań te adresy mogą być całkiem dobrze powiązane z ich rzeczywistymi danymi osobowymi.
Po pierwsze, większość użytkowników nabywa bitcoiny na giełdach za środki fiat. Przeprowadzanie transakcji w zwykłych walutach zazwyczaj wymaga interakcji z systemem bankowym i podania prawdziwych danych osobowych. Jak wspomnieliśmy wcześniej, w Bitcoin wszystkie informacje o transakcjach mają charakter publiczny, więc każdy, kto ma dostęp do bazy danych giełdy, może powiązać publiczne adresy z prawdziwymi nazwiskami użytkowników. Na przykład, jeśli Alice wypłaci 0.1 BTC przez Coinbase na adres należący do niej, serwis będzie w stanie powiązać jej prawdziwe imię z tym kluczem. A jeśli wyśle 0.2 BTC na adres nielegalnej strony, która akceptuje zakłady sportowe online, to zewnętrzny obserwator może dojść do wniosku, że Alice bierze udział w nielegalnej działalności hazardowej i nawet dostarczyć niepodważalne publiczne dowody na ten fakt. Takie techniki nazywane są analizą blockchain i są wykorzystywane przez firmy takie jak Chainalysis do grupowania publicznych adresów według użytkownika, ustalania ich powiązania z prawdziwymi tożsamościami oraz analizy przepływów transakcji.
Po drugie, przeprowadzenie transakcji za pomocą kryptowaluty wymaga przesłania pewnych informacji przez internet. W określonych okolicznościach metadane dotyczące takich interakcji mogą być używane do śledzenia adresu IP użytkownika, który przeprowadził operację, a nawet użycie anonimizatorów, takich jak Tor, nie zapobiega temu. Połączenie tych dwóch czynników sprawia, że przeprowadzenie w pełni anonimowych transakcji przy użyciu samej właściwości pseudonimowości jest niezwykle trudnym zadaniem. Prywatność informacji o transakcji Mówiąc o prywatności kryptowalut, ludzie zazwyczaj mają na myśli prywatność niektórych aspektów transakcji. Mówiąc luźno, transakcja to działanie, które użytkownik wykonuje w celu zmiany stanu blockchaina. Na przykład, Alice może wysłać X monet ze swojego portfela do portfela Boba. Nawet w tak pozornie niewinnej sytuacji można jednocześnie uzyskać kilka fragmentów danych: jeden z adresów Alice – połączenie między adresami Alice i Boba; jeden z adresów Boba; kwotę wysłanych monet. Bardziej złożone transakcje mogą zawierać również inne rodzaje informacji. Żywym przykładem tego jest kod smart kontraktu w Ethereum. Różne blockchainyprezentować dane transakcyjne w inny sposób, a niektóre z tych metod umożliwiają ukrycie pewnych aspektów przed zewnętrznym obserwatorem, który widzi tylko «surowe» dane zapisane w blockchainie. Dlatego właśnie nazwaliśmy tę sekcję «Prywatność informacji o transakcjach», a nie «Prywatność transakcji», ponieważ stopień prywatności różnych typów danych transferowych może się różnić. Najważniejsze informacje, które można ukryć, to adresy Alice i Bob. Jeśli są one prywatne, to określenie nadawcy i odbiorcy transakcji na podstawie informacji o niej będzie niemożliwe. Może to również utrudnić przeprowadzanie analizy blockchaina. Tak więc, jeśli Alice kupuje kryptowalutę Monero, która ma taką cechę, za pośrednictwem popularnej giełdy Binance, a następnie wypłaca ją stamtąd, Binance nie będzie w stanie powiązać tej wypłaty z żadną z późniejszych operacji Alice z tymi monetami. A jeśli Alice przekaże Monero Bobowi, to on również nie będzie w stanie dowiedzieć się, że monety zostały kupione na Binance. Co więcej, odpowiedź na pytanie, czy dany fragment informacji o transakcji jest prywatny, nie może być binarna.
W przykładzie z adresem Alice, stopień prywatności można ocenić na podstawie wartości zbioru anonimowości. Zbiór anonimowości to minimalny zbiór adresów, na podstawie którego można obliczyć nadawcę transakcji, opierając się wyłącznie na danych z blockchaina. Im wyższa jego wartość, tym mniej informacji o nadawcy zawiera się w danych blockchaina. Na przykład, w przypadku Bitcoina wartość zbioru anonimowości dla najprostszych i najbardziej bezpośrednich transakcji wynosi jeden, ponieważ adres nadawcy jest zawarty w informacji o transferze, podczas gdy w przypadku Monero ta liczba będzie znacznie wyższa. Prywatność informacji o pełnym stanie blockchaina W przypadku Bitcoina wszystkie dane transakcyjne są publiczne. Oznacza to, że zewnętrzny obserwator, mając dostęp do zapisów we wszystkich blokach łańcucha, może odtworzyć księgę sald każdego z adresów (chociaż mogą być one podzielone na różne UTXO (Unspent Transaction Output), czyli niewydane wyjścia transakcji – niepodzielne części bitcoina przypisane do konkretnego właściciela). To nazywamy informacjami o pełnym stanie blockchaina.
Jednakże, jeśli niektóre aspekty transakcji są prywatne, to wiedza o wszystkich rekordach w blockchainie nie da użytkownikowi pełnego obrazu stanu blockchaina. Jest on rozproszony wśród różnych użytkowników, a blockchain gwarantuje spójność ich wiedzy. Mimo że wiedza użytkownika o niektórych aspektach stanu blockchaina zależy tylko od protokołu i świadomości transakcji, które doprowadziły do powstania obecnego stanu, związek między nimi może tworzyć złożone interakcje. W rezultacie różne atrybuty pełnego stanu blockchaina mogą okazać się prywatne w różnym stopniu, na przykład: lista wszystkich adresów; saldo indywidualnego adresu (na przykład, portfel 0x2569C92345013F55CFb47C633c57F2f5756B9acA posiada 1 ETH); kod inteligentnego kontraktu pod konkretnym adresem (na przykład, kod inteligentnego kontraktu CryptoKitties pod adresem 0x06012c8cf97BEaD5deAe237070F9587f8E7A266d); informacje związane z kontraktem (na przykład, dane przechowywane w kontrakcie CryptoKitties).
Oto prosty przykład: w ZCoin kwota każdej transakcji jest publiczna, jednak informacje o nadawcy i odbiorcy są prywatne, co oznacza, że dane o saldzie ich portfeli również pozostają prywatne. Z drugiej strony, w Mimblewimble bezpieczeństwo informacji o stanie kont użytkowników jest zapewniane w inny sposób: tutaj kwoty transakcji są prywatne, podczas gdy informacje o nadawcy i odbiorcy są publiczne. Użytkownicy Mimblewimble muszą sami przechowywać swoje środki, a blockchain przechowuje tylko wystarczającą ilość informacji, aby wykluczyć możliwość wydatków przekraczających kwoty należące do użytkowników. W większości przypadków ukrywanie cech transakcji jest korzystne dla poszczególnych użytkowników, ale w kontekście blockchaina nie zawsze tak jest. Na przykład, jeśli całkowita liczba monet danej kryptowaluty jest prywatna, to użytkownicy nie mogą weryfikować takich cech protokołu jak na przykład harmonogram emisji. Ponadto, w takich warunkach trudno zauważyć atakującego, który wykorzystuje luki kryptograficzne lub luki w protokole do nieautoryzowanej emisji nowych monet.
Dlatego, rozważając prywatność w środowisku kryptowalut, zamiast ogólnych fraz takich jak «MyCoin jest bardziej prywatny niż TheirCoin», spróbuj odpowiedzieć na następujące pytania: czy pewne fragmenty informacji (które?) o stanie świata (w jakim momencie?) są prywatne (w jakim stopniu?) dla określonych osób (dla kogo?). Takie podejście pozwoli nam ocenić technologie prywatności i ich kompromisy w sposób bardziej obiektywny.
