Monet ihmiset tietävät bitcoinin nimettömänä digitaalisena valuuttana, jonka yksityisyysominaisuudet perustavat sen piilotettuihin maksuihin Internetin pimeän verkon piilevissä syvennyksissä.

Nämä samat ihmiset olisivat todennäköisesti yllättyneitä saadessaan tietää, että bitcoin ei ole kaukana nimettömästä. Salanimeltään enemmän kuin mikään muu, sen taustalla oleva tekniikka, blockchain, sisältää itse asiassa useita teknisiä ikkunoita, joiden kautta käyttäjät voivat kurkistaa toisen käyttäjän henkilöllisyyden. Nämä kiinnostuneet osapuolet, olivatpa ne analytiikkayrityksiä, hallituksia tai muita, joilla on riittävästi IT-osaamista, voivat vertaisverkkoanalyysin avulla linkittää Bitcoin-julkisen osoitteen IP-osoitteeseen, jolloin he voivat oppia kuka omistaa lompakon ja kuka he ovat lähettämällä varojaan.

Jäljittäessään tapahtumia ja julkisia osoitteita käyttäjien IP-osoitteisiin nämä “vakoojat”, jotka tunnetaan myös nimellä “vastustajat”, poistavat käyttäjät käytännössä. Ilmeinen yksityisyyden loukkaaminen, Bitcoin-yhteisö on pitkään taistellut ratkaisuilla tämän ongelman neutraloimiseksi.

Keskusteluun osallistuu voikukka, a protokolla kehittänyt Giulia Fanti yhdessä Shaileshh Bojja Venkatakrishnanin, Surya Bakshin, Bradley Denbyn, Shruti Bhargavan, Andrew Millerin ja Pramod Viswanathin kanssa, tutkijat Carnegie Mellonissa, MIT: ssä ja Illinoisin yliopistossa. Jos teoria voi pysyä sovelluksessa, voikukka neutralisoi tehokkaasti vertaisanalyysin, jolla on merkittävä rooli käyttäjän identiteetin vaarantamisessa.

Ongelma

Aina kun joku lähettää tapahtuman Bitcoinin verkossa, se lähetetään yleensä useisiin solmuihin, kunnes kaivosmies ottaa sen vastaan ​​ja sisällytetään lohkoon.

Tämä lähetysprosessi tunnetaan diffuusiona. Se alkaa, kun lähdesolmu, tapahtuman luova solmu, lähettää sen verkon muihin solmuihin. Kun tämä solmu lähettää tapahtuman, kaikki muut verkon muodostavat solmut jatkavat tapahtuman itsenäistä levittämistä lähettämällä sen muille eksponentiaaliviiveillä.

Esitetään voikukka Building on Bitcoin -konferenssissa Lissabonissa, Portugalissa, Giulia Fanti selitti, että lähdesolmun IP-osoite voidaan usein havaita, koska “diffuusio on altis havaitsemiselle”. Kun yhteistyössä toimivat vakoilusolmut vastaanottavat tapahtuman, he voivat osallistua vertaisverkkoanalyysiin seuratakseen sen vaiheita verkon kautta.

Periaatteessa, tarkkailemalla jokaisen lähetyksen ajoitusta ja tutkimalla releiden rakennetta, vakoojat voivat jäljittää tapahtuman – lähinnä olevaan solmuun – suurella todennäköisyydellä, joka ei välttämättä ole typerää. Täältä vakoojalla on suuret todennäköisyydet hankkia tapahtuman lähettäjän IP-osoite.

Voikukan ratkaisu

Voikukka pyrkii tiivistämään tapahtumien välitysprosessin, jotta vastustajien on monimutkaisempaa jäljittää tapahtumia. Tämä tekisi pohjimmiltaan melkein mahdottomaksi seurata leivänmurta-reittiä, jonka lähetysten ajoitukset ja välitysrakenteet johtavat takaisin tapahtuman alun perin välittäneeseen lähdesolmuun.

Tämän saavuttamiseksi Voikukka lähettää tapahtuman satunnaisella polulla muuttuvan solmumäärän läpi, ennen kuin tapahtuma hajautetaan koko verkkoon. Satunnainen reitti tunnetaan protokollan varavaiheena, koska vaiheessa välitetyt tapahtumat jaetaan vain keskenään ja välitetään solmusta toiseen. Diffuusiovaihe tunnetaan nimellä “fluff-vaihe”, koska tapahtuma lähetetään useisiin solmuihin verkon yli levitettäväksi (visuaalisesti ja käytännössä molemmat näistä prosesseista toistavat voikukan anatomiaa, joten terminologia).

Voikukka rakenne

Näyttökuva voikukan rakenteesta, kuten Fanti kertoo.

Varavaiheessa kukin solmu päättää satunnaisesti joko jatkaa varavaihetta välittämällä lähetyksen toiseen solmuun tai hajauttaa tapahtuman muuhun verkkoon. Jos seuraava solmu välitetään edelleen, se päättää jälleen satunnaisesti, siirretäänkö tapahtuma vai levitetäänkö se. Tapahtuma välitetään yksi kerrallaan, kunnes yksi solmu käynnistää diffuusioprosessin.

Ensimmäisen tapahtumavaiheen lisääminen ennen diffuusiota on tarkoitettu tarjoamaan lisätyn kerroksen nimettömyyttä tapahtumalähetysprosessille. Jos verkko siirtää tapahtuman useille potentiaalisille lähdesolmuille ennen diffuusiota, tämän pitäisi teoriassa hämärtää lähetyksen lähtöpaikkaa, mikä tekee liiketapahtuman lopullisen jäljittämisen lähteeseensä äärimmäisen vaikeaksi.

Voikukan kasvu

Voikukan ehdotusta pidetään toteutettavissa olevana askeleena kohti Bitcoinin nimettömyyskysymyksen ratkaisemista, joka ei sisällä koodin uudistamista kokonaan sen varustamiseksi sellaisilla vertaisverkkojen peittämistyökaluilla, joita esimerkiksi Moneron kaltainen kolikko kehittää..

Joukkueelta kysytään usein, miksi se ei toteuta samaa sipulin reititystä, johon Monero keskittyy. Fanti myönsi puheessaan, että “Monero käsittelee täsmälleen samaa ongelmaa [Voikukka] yrittää ratkaista”, mutta piti tätä toteamalla, että “tämän toteuttaminen on todella aikaa vievää”, koska Moneron kehitystiimi on työskennellyt sen jälkeen 2014.

Dandelion on keskittynyt sen sijaan omaan pohjautuvaan lähestymistapaansa jonkin verran siitä lähtien, kun se esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 2023.Koodin vertaisarvioinnin jälkeen löydettiin räikeitä aukkoja, tiimi uudistti ponnistelujaan ja julkaisi uudelleen uusi valkoinen paperi päivitetyllä menetelmällä (tunnetaan nimellä Voikukka ++) toukokuussa 2023.

On odotettavissa, että Dandelion otetaan käyttöön tulevassa Bitcoin Core -päivityksessä, vaikka se ei ole valmis tulevaa 0.17.0-julkaisua varten.