什麼是加密貨幣混合和CoinJoin技術?

介紹

比特幣常常被比作數字貨幣,但這種類比是有爭議的。當愛麗絲用一張十歐元的鈔票支付給鮑勃時,鮑勃並不知道這些錢的來源。如果他隨後把錢給了卡羅爾,卡羅爾也不會知道愛麗絲曾經是這筆錢的擁有者。

比特幣因其開放的特性而獨樹一幟。每個單位的歷史(,特別是未花費的交易輸出或UTXO),可以被任何人輕鬆查詢。這個概念類似於記錄每筆交易的金額和參與者。

然而,公共地址的僞匿名化確保用戶的身分不會輕易被揭示。但比特幣並不是完全匿名的。區塊鏈分析變得越來越復雜,能夠以日益有效的方式將地址與個人數據關聯起來。結合其他追蹤方法,一些組織可以去匿名化加密貨幣用戶。爲了對抗這一點,旨在打破交易之間聯繫的技術隨着時間的推移應運而生。

什麼是加密貨幣混合?

從廣義上講,加密貨幣混合可以指任何與資金歷史的模糊化和數據的修改有關的活動。然而,在加密貨幣領域,混合通常指由第三方提供的服務。典型的服務提供者會接受用戶的加密貨幣(和少量手續費),並返還與發送的單位無關的單位。這些服務也被稱爲“攪拌器”或“混合器”。

這樣的集中服務的安全性和匿名性當然是值得討論的。用戶無法保證能夠取回他們的資金,並且這些資金不會以任何方式被篡改。此外,在使用混合器時,需注意知識產權和比特幣地址可能會被第三方記錄。因此,用戶在希望恢復未關聯單位的情況下放棄了對資金的控制。

一種更有趣的方法是CoinJoin交易,它提供了更高的隱私保護。因此,在進行CoinJoin後,沒有任何證據可以可靠地將用戶與其以前的交易聯繫起來。許多CoinJoin解決方案是混合器的去中心化替代方案。雖然系統可能有協調者,但用戶不需要犧牲對其資金的控制權。

什麼是 CoinJoin?

CoinJoin交易最初由比特幣開發者Gregory Maxwell於2013年提出。他對這些交易的結構以及如何在不修改協議的情況下獲得更高的隱私性進行了簡要描述。

CoinJoin的本質是將多個用戶的資金合並爲一筆交易。在解釋(以及爲什麼)之前,讓我們先看看基本交易的結構。

比特幣交易由輸入和輸出組成。當用戶希望進行交易時,他將其UTXO作爲輸入,指定輸出並簽署輸入。值得強調的是,每個輸入都是獨立簽署的,用戶可以將多個輸出(提取到不同的地址)。

如果我們觀察一筆包含四個輸入(0,2 BTC的交易)和兩個輸出(0,7 BTC和0,09 BTC),我們可以做出幾個假設。首先,我們可以觀察到支付的方式 - 發送方將錢發送給某人並收回一部分。由於使用了四個輸入,最大的輸出可能是發給接收方的。請注意,輸出中缺少0,01 BTC - 這是礦工的獎勵。

發件人也可能希望通過將較小的輸入合並來創建一個重要的UTXO,從而獲得所需的結果0.7 BTC。

我們可以提出的另一個假設是,每個輸入都是自籤名的。此交易最多可以有四個不同的參與方對輸入進行籤名。這就是使 CoinJoin 高效的原則。

CoinJoin 是如何工作的?

這個想法是多個參與方將參與交易,存入資金並指定所需的輸出。由於輸入被合並,因此不可能確定哪個輸入屬於哪個用戶。我們來看下面的示意圖:

在這裏,我們有四個參與者希望打破交易之間的聯繫。他們聚集在一起(或通過一個特殊的協調員)來宣布他們希望激活的輸入和輸出。

協調員接收所有信息,將數據包含在交易中,並在發送到網路之前由每個參與者簽署。一旦用戶確認了交易,就無法修改,除非成爲無效。因此,協調員逃走帶走資金的風險不存在。

這種交易在某種程度上充當了加密貨幣混合的黑匣子。請記住,我們實際上是在銷毀UTXO以創建新的UTXO。我們之間唯一的聯繫是交易本身,但我們無法區分其參與者。充其量,我們可以說參與者提供了其中一個輸入,並可能是最終輸出的新所有者。

但即便如此也無法保證。誰能在查看上述交易時說有四個參與者?也許這只是一個人將錢發送到四個地址?或者是兩個人分別進行兩筆交易,各自從他們的地址中提取0.2 BTC?我們無法確定。

反對隱私

CoinJoin的簡單實現的存在足以質疑用於分析交易的方法。在大多數情況下,可以理解使用了CoinJoin,但無法知道資金轉移給了誰。隨着CoinJoin的日益普及,假設一個輸入屬於單一用戶的觀點變得無法維持,導致生態系統隱私的大幅度和顯著提升。

我們說過,上一個示例的交易有一個四個輸入的匿名集,這些輸入可能是四個參與者中的任何一個的接收者。匿名集越大,交易被追蹤到其原始所有者的可能性就越小。新的CoinJoin實現使用戶能夠安全地將他們的輸入與其他幾十個輸入結合,從而提供高度的合理否認。最近成功進行了一個涉及100人的交易。

最終思考

加密貨幣混合工具是任何注重隱私的用戶的重要工具。與(所提供的隱私更新不同,例如私人交易),我們的選項與當前協議兼容。

對於那些信任第三方的可靠性和方法論的人來說,一個簡單的解決方案是使用混合服務。對於那些更喜歡透明且非托管服務的人,CoinJoin 是一個合適的替代方案。這可以由技術熟練的用戶手動完成,或使用抽象化更復雜機制的軟件工具。已經有幾種此類工具,隨着用戶對隱私的需求增加,它們的受歡迎程度不斷上升。

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