Биткойн изначально задумывался как способ анонимного обмена денег. Но затем было обнаружено, что любой может отслеживать все транзакции биткойнов и часто идентифицировать вовлеченные стороны.
Биткойн работает, предоставляя каждому пользователю уникальный открытый ключ, который представляет собой строку чисел. Пользователи могут передавать деньги в виде цифровых биткойнов с одного открытого ключа на другой.
Это стало возможным благодаря системе, которая гарантирует, что у пользователя достаточно биткойнов на его или ее счету для осуществления перевода. Использование открытых ключей дало пользователям ощущение анонимности, хотя все транзакции были видны в общедоступной цепочке блоков биткойнов, в которой перечислены все транзакции.
Со временем эксперты и частные компании разработали высокоэффективные методы деанонимизации этих открытых ключей.Теперь исследователи разработали систему под названием TumbleBit (https://github.com/BUSEC/TumbleBit/), которая представляет собой компьютерный протокол, работающий поверх Биткойна.TumbleBit использует существующую концепцию под названием «служба микширования». Идея работает следующим образом: вместо того, чтобы сторона A платила стороне B напрямую, многие разные стороны A платят промежуточный "тумблер", который затем платит сторонам B. Чем больше сторон вовлечено, тем сложнее определить, какая сторона A заплатила, какую Сторона Б.«Тем не менее, здесь все еще есть брешь в безопасности», — говорит Алессандра Скафуро, доцент кафедры информатики в NC State и соавтор статьи, описывающей TumbleBit. «А именно, если сторонний наблюдатель может скомпрометировать стакан, он сможет выяснить, кто кому платил».
Чтобы решить эту проблему, TumbleBit использует трехэтапный подход.На первом этапе, называемом условным депонированием, Стороны A уведомляют кассир о том, что они хотели бы произвести платеж, а Стороны B уведомляют кассир о том, что они хотели бы получить оплату.
Все это делается в публичной цепочке блоков.На втором этапе исследователи внедрили криптографические инструменты, которые позволяют тумблеру платить правильным сторонам, фактически не зная, какие стороны участвуют. Вторая фаза не отображается в блокчейне.На третьем этапе, называемом кешаутом, все транзакции проводятся одновременно, что затрудняет определение сторон, участвующих в какой-либо конкретной транзакции.
Третья фаза действительно появляется в публичной цепочке блоков.«Мы протестировали TumbleBit с 800 пользователями биткойнов и обнаружили, что второй этап длился всего несколько секунд», — говорит Скафуро.«Одним из ограничений TumbleBit является то, что на данный момент система предназначена для работы с фиксированным номиналом, поэтому для выплаты сумм, превышающих этот номинал, требуется совершать несколько платежей», — говорит Скафуро. «Это то, над чем мы работаем».
Документ «TumbleBit: ненадежный биткойн-совместимый анонимный платежный центр» будет представлен на симпозиуме по безопасности сетей и распределенных систем, который пройдет с 26 февраля по 1 марта в Сан-Диего, Калифорния.Ведущий автор статьи — Итан Хейлман из Бостонского университета.
Соавторами статьи являются Лин Аль-Шенибр и Шэрон Голдберг из Бостонского университета и Фотейни Балдимци из Университета Джорджа Мейсона. Работа выполнена при поддержке Национального научного фонда по грантам 1012910, 1414119 и 1350733.