Użytkownicy wchodzą w interakcję z łańcuchami bloków za pomocą swoich pseudonimów lub kluczy publicznych. Chociaż zapewnia to pewien poziom prywatności, ponieważ ich prawdziwa tożsamość nie jest wykorzystywana bezpośrednio, ich prywatność nie jest całkowicie zachowana. Dzieje się tak, ponieważ wszystkie transakcje są przesyłane i przechowywane w publicznym łańcuchu bloków, co umożliwia stronom trzecim badanie łańcucha bloków i łączenie prawdziwych tożsamości użytkowników z ich pseudonimami. Można to zrobić, śledząc ich interakcje ze scentralizowanymi giełdami lub poprzez transakcje ze sprzedawcami, którzy mogą poznać ich pseudonimy i prześledzić historię transakcji w łańcuchu bloków.

Jest to poważny problem dla adopcji blockchain, ponieważ użytkownicy mogą nie chcieć udostępniać światu informacji o swoim koncie kryptograficznym! Co więcej, wraz z postępem technologii analizy łańcucha bloków odnajdywanie tożsamości użytkowników staje się łatwiejsze, a przepisy mogą wymusić KYC w wielu aplikacjach, niszcząc prywatność użytkowników.

Prywatność mostu

Aby rozwiązać problemy związane z prywatnością w łańcuchu bloków, istnieje kilka rozwiązań, takich jak między innymi mieszanie, podpisy pierścieniowe i dowody zerowej wiedzy. Techniki te zostały zastosowane zarówno na poziomie łańcucha bloków, jak i aplikacji. Jednak jednym z obszarów, któremu nie poświęcono wiele uwagi, są mosty blockchain. Mosty Blockchain to protokoły, które pozwalają użytkownikom przenosić fundusze i dane między różnymi łańcuchami bloków. W miarę rozwoju świata wielołańcuchowego coraz ważniejsze staje się rozwiązywanie problemów związanych z prywatnością w mostach.

Jednym z głównych zastosowań pomostów jest przenoszenie aktywów między sieciami, ale procesowi temu obecnie brakuje prywatności. Strona trzecia może łatwo śledzić aktywa przenoszone z jednego łańcucha do drugiego, łącząc ze sobą adresy i aktywa. Ponadto przenoszenie funduszy z jednego łańcucha do drugiego jest często czasochłonnym procesem, co ułatwia aktorom wydobywania wartości górniczej (MEV) dostęp do głównych użytkowników. Na przykład, jeśli użytkownik chce przeprowadzić wymianę między łańcuchami między dwoma łańcuchami bloków (nazwijmy je łańcuchem źródłowym i docelowym), wysłałby żądanie do łańcucha źródłowego. Ponieważ potrzeba czasu, aby transakcja została potwierdzona w łańcuchu źródłowym, a następnie przesłana do łańcucha docelowego, aktorzy MEV mają wystarczająco dużo czasu, aby wykryć okazję MEV i wpłynąć na ceny w taki sposób, aby zarobić na tym.

Osiągnięcie prywatności w mostach Blockchain

Istniejące techniki prywatności mogą być wykorzystane do osiągnięcia prywatności w mostach blockchain. W kolejnych sekcjach wyjaśnimy każdą technikę i sposób jej zastosowania w problemie z mostem.

Mieszanie

Mieszanie to technika, która oddziela nadawcę i odbiorcę od siebie. W tej metodzie dwóch lub więcej użytkowników, którzy chcą przesłać tokeny X, łączy swoje transakcje w jedną, co utrudnia osobie trzeciej powiązanie nadawcy i odbiorcy.

Na przykład, jeśli Alicja i Bob chcą przenieść 1 BTC z Bitcoin do Polygon za pomocą mostu, zwykle wysyłają dwa oddzielne żądania. Aby zachować swoją prywatność, mogą połączyć swoje żądania w jedną transakcję i wysłać ją do mostu. Kiedy most wykona żądanie, wyśle ​​opakowane BTC na adresy odbiorców określone przez Alicję i Boba, ale strona trzecia nie może rozróżnić odbiorcy Alice i Boba.

Zerowy dowód wiedzy

Dowód z wiedzą zerową to narzędzie kryptograficzne, które pozwala dowodzącemu wykazać ważność oświadczenia lub danych bez ujawniania jakichkolwiek informacji o rzeczywistych danych. Ta technologia jest wykorzystywana w zorientowanej na prywatność kryptowalucie Zcash, aby umożliwić użytkownikom udowodnienie, że posiadają określoną liczbę monet bez ujawniania, które konkretnie monety posiadają. Weryfikator może zweryfikować ważność dowodu i zaakceptować płatność, jeśli jest ona rzeczywiście ważna, nie mając żadnej wiedzy na temat rzeczywistych monet, których dotyczy.

Technologię tę można również wykorzystać do zaciemnienia połączenia między nadawcą a odbiorcą podczas łączenia zasobów. Na przykład, jeśli Alicja chce przenieść 1 ETH z Ethereum do Polygon, może wysłać ETH do inteligentnego kontraktu na Ethereum, a następnie dostarczyć dowód inteligentnej umowie na Polygon, że ma kontrolę nad aktywem bez ujawniania tego. W ten sposób połączenie między nadawcą a odbiorcą zostaje zerwane.

Do wdrożenia protokołu wymagane są dwie inteligentne umowy, jedna w Ethereum, a druga w sieci Polygon. Most blockchain jest również niezbędny do przesyłania danych z Ethereum do Polygon. Inteligentna umowa Ethereum przechowuje drzewo Merkle, a użytkownicy mogą dodać nowy liść do drzewa, wpłacając określoną ilość ETH (powiedzmy 1 ETH). Następnie w Polygon użytkownicy mogą wypłacić 1 WETH z inteligentnej umowy, przedstawiając ważny dowód.

Alicja generuje dwie losowe wartości „s” i „r” i oblicza skrót ich konkatenacji (r||s), który dodaje do drzewa Merkle. Korzeń zaktualizowanego drzewa Merkle (korzeń Merkle) jest następnie przenoszony do inteligentnego kontraktu Polygon przez most blockchain.

W sieci Polygon Alice przesyła dowód, który pokazuje jej znajomość „r” i „s” z nową tożsamością. Dowód pokazuje, że skrót „r||s” jest częścią drzewa Merkle, ale rzeczywiste wartości „r” i „s” nie są ujawniane. Oprócz dowodu Alice wysyła „H(r)” do inteligentnego kontraktu. Inteligentna umowa weryfikuje dowód, porównując go ze zaktualizowanym pierwiastkiem Merkle i wartością „H(r)”. Jeśli dowód zostanie uznany za ważny, inteligentna umowa wybije 1 WETH dla Alice jako dowódcy. Należy zauważyć, że inteligentna umowa przechowuje wartość „H(r)”, więc Alicja może otrzymać WETH tylko raz dla określonego „r” i „s”.

Streszczenie

Używanie pseudonimów w transakcjach blockchain nie zapewnia pełnej prywatności. Aby poprawić prywatność, istnieją rozwiązania takie jak miksowanie, podpisy pierścieniowe i dowody zerowej wiedzy, ale prywatności transferów między różnymi łańcuchami bloków nie poświęcono wiele uwagi. Jest to istotne, ponieważ adopcja wielu łańcuchów rośnie, a prywatność staje się coraz ważniejsza. Mieszanie i dowody zerowej wiedzy można zastosować do problemu pomostowego, aby zachować prywatność w transferach.

Bibliografia

[1] CoinShuffle: Praktyczne zdecentralizowane mieszanie monet dla Bitcoin

[2] Zerocash: zdecentralizowane anonimowe płatności z Bitcoin

[3] Niezawodne, chroniące prywatność mosty blockchain