Технология блокчейн началась как открытая децентрализованная распределенная технология реестра, которая записывает и подтверждает транзакции на нескольких компьютерах. Одним из ее основных преимуществ является прозрачность, что означает, что каждая зарегистрированная транзакция на цепочке доступна для любого, в основном адреса сторон и значения, вовлеченные в них.

Несмотря на то, что прозрачность является преимуществом для экосистемы, она также представляет значительные риски безопасности для сторон, участвующих в транзакциях в блокчейне. Она может привести к финансовому преследованию и раскрытию личности, оставляя пользователей уязвимыми перед различными кибератаками и даже атаками в реальной жизни.

В этой связи были разработаны конфиденциальные транзакции как криптографический протокол, чтобы помочь защитить видимость личности и активов пользователей, участвующих в транзакциях на блокчейне.

Что такое Конфиденциальные Транзакции?

Конфиденциальные транзакции - это криптографическая технология, которая добавляет дополнительный уровень конфиденциальности и безопасности к транзакциям на основе блокчейна. Это позволяет скрыть и сделать приватными детали транзакций, такие как участники транзакции и сумма передаваемых активов, при этом позволяя сети эффективно проверять валидность транзакций.

В традиционной блокчейн-системе детали транзакций могут быть отслежены публично с помощью инструментов, таких как Blockchair, Etherscan, Solscan и 0xExplorer, оставляя транзакции и участвующие стороны уязвимыми для атак. Через эту систему кибератакующие могут иметь неограниченный доступ к финансовым данным и анализировать шаблоны транзакций для эксплуатации уязвимостей.

С появлением конфиденциальных транзакций информация о транзакциях, такая как детали учетной записи сторон, участвующих в сделке, и суммы, остается конфиденциальной для третьих лиц. Несмотря на это, зашифрованный характер блокчейна все равно позволит проверить действительность транзакций.

История конфиденциальных транзакций

Источник: Эпицентр

Адам Бэк, британский криптограф и изобретатель Hashcash, обратил внимание, что сеть Bitcoin уязвима для проблем конфиденциальности и взаимозаменяемости. Несмотря на то, что прозрачность и децентрализация являются преимуществами блокчейна, он увидел, что отсутствие конфиденциальности также может представлять серьезную угрозу для пользователей.

Для решения этой проблемы он предложил концепцию конфиденциальных транзакций в статьяОн написал на форуме Bitcoin статью под названием «Биткойн с гомоморфной стоимостью» 01 октября 2023 года. В своем трактате он утверждал, что транзакции блокчейна могут быть обработаны и проверены без раскрытия деталей третьим сторонам.

Концепция была дальше развита Грегори Максвеллом, соучредителем Blockstream и разработчиком Bitcoin Core. Он исследовал технический аспект конфиденциальных транзакций и работал над их реализацией в реальной жизни в экосистеме Bitcoin. В 2015 году первые практические конфиденциальные транзакции были реализованы на Sidechain Element от Blockstream.

Криптографические методы, используемые в конфиденциальных транзакциях

Источник: EDUCBA

Для достижения конфиденциальной экосистемы, свободной от транзакций, используются несколько криптографических техник. Эти техники обеспечивают безопасность данных и поддерживают максимальную конфиденциальность в блокчейн-транзакциях.

Зафиксированное обязательство Педерсена

Зафиксированная Педерсена - это криптографическая техника, которая гарантирует, что сторона сделки может зафиксировать значение, не раскрывая деталей. Хотя прямые стороны имеют доступ к деталям сделок, они остаются конфиденциальными в блокчейне, где их действительность и целостность могут быть поддержаны. Этот метод используется в системах с акцентом на конфиденциальности, чтобы гарантировать, что данные остаются скрытыми, но подтверждаемыми.

Кольцевая подпись

Источник: WallStreetMojo

Кольцевая подпись - это техника, которая позволяет членам группы подписантов подписывать / проверять транзакции, созданные внутри группы анонимно. Любой из группы может проверить эти подписи, но не может определить, какой именно член группы создал подпись. Это помогает сохранять конфиденциальность и невозможность отслеживания транзакций, поскольку их нельзя проследить до конкретного лица.

Гомоморфное шифрование

Источник: HashedOut

Гомоморфное шифрование позволяет блокчейну проверять расшифрованные данные транзакций, не расшифровывая сумму. Это гарантирует, что личная информация пользователей скрыта, не раскрывая частные/чувствительные детали.

Доказательства диапазона

Источник: Вентральный дигитальный

Доказательство диапазона - это криптографическая техника, используемая для проверки значений без раскрытия точных данных, подлежащих проверке. В конфиденциальных транзакциях доказательства диапазона доказывают, что объем активов, передаваемых в сделке, находится в определенном диапазоне, в то время как конкретный объем, передаваемый в сделке, остается в тайне.

Например, доказательство транзакции первоначально публикует криптографическое обязательство к секретной сумме, которая является суммой транзакции. Для этого процесса часто используется обязательство Педерсена, которое скрывает необходимые детали транзакции, одновременно обеспечивая возможность их проверки.

Таким образом, доказательство показывает верификатору, что зафиксированное значение находится в определенном диапазоне, не раскрывая фактического значения. Затем верификатор проверяет доказательство, чтобы подтвердить правильность транзакции.

Бронированные пули

Источник: Хорошая аудитория

Bulletproof - это криптографический метод доказательства диапазона, который помогает проверять транзакции, не раскрывая точную сумму. Транзакции проверяются путем доказательства того, что сумма находится выше или ниже определенного диапазона без указания суммы, сохраняя при этом конфиденциальность в транзакциях.

Скрытые адреса

Источник: IoTeX

Стелс-адреса позволяют пользователям получать средства анонимно, не раскрывая точный адрес задействованного отправителя. Для каждой транзакции генерируется скрытый адрес, который является временным, одноразовым адресом, что чрезвычайно затрудняет его отслеживание в блокчейне.

Протокол Шнорра

Источник: Лукас Нуцци

Протокол Шнорра — это безопасный и эффективный способ проверки подписи без раскрытия конфиденциальной информации. Протокол Шнорра позволяет подписавшему доказать, что он обладает закрытым ключом, соответствующим открытому ключу. Это делается без раскрытия закрытого ключа подписавшего.

Эллиптическая кривая Диффи-Хеллмана (ECDH)

Источник: Программное обеспечение HyperSense

ECDH - это криптографическая техника, которая позволяет различным сторонам сделки безопасно обмениваться деталями транзакции, даже через небезопасные каналы. Он используется с конфиденциальными адресами и обязательством Педерсена для обеспечения конфиденциальности данных в блокчейне.

Как работает конфиденциальная транзакция?

Источник: Корпорация Sunflower

Для успешного выполнения конфиденциальной транзакции используются несколько криптографических техник. Ниже приведен типичный контур процессов, участвующих в процессе:

Скрытие сумм транзакций

Когда инициируется транзакция, отправитель создает обязательство Педерсена, чтобы сделать сумму транзакции конфиденциальной.

Гарантируется, что суммы являются действительными

Bulletproof, форма доказательства диапазона, используется для установления действительности транзакций. Это достигается путем доказательства того, что вовлеченные суммы находятся в определенном диапазоне, неявно раскрывая сумму, участвующую в процессе.

Маскировка получателя

Для обеспечения анонимности получателя используется эллиптическая кривая Диффи-Хеллмана (ECDH) для генерации временного скрытого адреса получателя, что предотвращает прямую связь получателя с транзакцией.

Проверка без раскрытия деталей

Для завершения транзакции вам необходимо ее проверить. Это часто достигается с помощью кольцевой подписи таким образом, что не раскрывает реальные суммы транзакции или личность получателя, участвующую в ней.

Реальное применение конфиденциальных транзакций в реальном мире

Конфиденциальные транзакции были успешно внедрены и используются для обработки транзакций с максимальными стандартами конфиденциальности на блокчейне. Некоторые из основных принципиальных сторонников этой технологии включают:

Конфиденциальные транзакции в элементе Blockstream

Исходный текст: Blockstream

Конфиденциальные транзакции были впервые реализованы на Element от Blockstream. Транзакции на Element полностью скрыты, с конфиденциальными транзакциями, скрывающими сумму и тип передаваемого актива.

Он объединяет обязательства Педерсена, Буллетпруфы и специальную “Федерацию подписантов, называемую Блок-подписчики”, которые подписывают и создают блоки эффективно и конфиденциально.

Конфиденциальные транзакции в Monero

Источник: Monero

Monero (XMR) - одна из основных криптовалют, транзакции которой невозможно отследить и увидеть на блокчейне, потому что пользователи анонимны. Каждая деталь, связанная с транзакциями XMR, включая отправителя, получателя и количество передаваемого актива, полностью скрыта от внимания блокчейна. Monero использует технологию Stealth Addresses и Ring Signature для сокрытия следов транзакций.

Конфиденциальные транзакции в MimbleWimble

Источник: MimbleWimble

MimbleWimble - это протокол блокчейна, который ограничивает видимость суммы, переданной только непосредственным участникам транзакции - отправителю и получателю. MimbleWimble использует гомоморфное шифрование и криптографические методы фиксации Педерсена для достижения этого. Некоторые популярные криптопроекты, доступные на протоколе, - MimbleWimbleCoin (MWC), Grin (GRIN), Litecoin (LTC) и Beam (Beam).

Конфиденциальные транзакции в сети Liquid

Источник: Liquid Network

Liquid Network, боковая цепочка Bitcoin, разработанная компанией Blockstream, также затрудняет доступ к чувствительным деталям транзакций, таким как адреса получателя и отправителя, тип актива и вовлеченная сумма. Она создана для содействия конфиденциальности и взаимозаменяемости активов и усиливается базовыми криптографическими техниками, Обязательство Педерсена и Bulletproofs.

Конфиденциальные транзакции в Zcash

Источник: Zcash

Zcash - это протокол блокчейна с открытым исходным кодом, созданный на основе исходного кода Bitcoin, который использует криптографические методы для шифрования деталей транзакций и скрытия активов. Zcash в основном использует скрытые адреса и zk-SNARK для обеспечения конфиденциальности транзакций, обработанных в рамках протокола.

Скрытые адреса используют частные адреса, сгенерированные для отправителей и получателей в транзакции, чтобы скрыть их на блокчейне. Zk-SNARK, нулевое-знание краткий неинтерактивный аргумент знания, позволяет проверять транзакции, обработанные в Zcash, не раскрывая чувствительную информацию третьим лицам на блокчейне.

Преимущества конфиденциальных транзакций

Конфиденциальные транзакции оказались полезными при передаче конфиденциальной информации по блокчейну, который является сетью с открытым исходным кодом, без раскрытия деталей третьим сторонам. Это приобретает популярность в индустрии блокчейна из-за своей ценности для экосистемы. Вот некоторые основные преимущества:

Усиленная конфиденциальность и защита данных

Конфиденциальные транзакции помогают защитить данные транзакций от внешних субъектов, которые могут отслеживать их из открытых ресурсов, таких как книги учета, и злоупотреблять ими по разным причинам.

Это также гарантирует сохранение фунгируемости криптоэкосистемы, поскольку не будет возможности пометить адрес или отклонить его деятельность. Таким образом, каждый пользователь и монета имеют равный доступ и привилегии в экосистеме.

Повышенная безопасность

Конфиденциальные транзакции помогают защитить пользователей от крипто-мошенников, которые изучают тенденции транзакций, ждут, чтобы увидеть паттерн, и эксплуатируют уязвимости.

Регуляторные проблемы

Некоторые конфиденциальные транзакции разработаны для того, чтобы пользователи могли делиться деталями транзакций с уполномоченными лицами для регулирования или аудита без раскрытия всей информации публике.

Проблемы конфиденциальных транзакций

Несмотря на то, что конфиденциальные транзакции делают успехи в децентрализованной экосистеме, существуют определенные ограничения, связанные с ними.

Масштабируемость

Из-за сложного процесса шифрования и дешифрования, связанного с конфиденциальными транзакциями, требуется очень высокая вычислительная мощность, что приводит к медленной TPS (транзакций в секунду). Это может привести к перегруженности блокчейна из-за высокого вычислительного спроса, что в свою очередь может привести к увеличению комиссий за транзакции и замедлению времени подтверждения. Это также может привести к снижению уровня принятия инноваций большим процентом пользователей криптовалюты.

Регуляторные вопросы

Секретные транзакции могут представлять существенную проблему для законодательства и регулирующих органов, поскольку некоторые аспекты технологии могут угрожать политике борьбы с отмыванием денег (AML) и политике "Знай своего клиента" (KYC).

Кроме того, конфиденциальные транзакции могут быть средой, которая может быть использована для незаконных финансовых операций, таких как отмывание денег, финансирование терроризма и уклонение от уплаты налогов.

Сложность

Внедрение конфиденциальной транзакционной инфраструктуры в блокчейн может быть технически сложным из-за специализированных знаний в области криптографии и разработки блокчейна. Это может потребовать больших ресурсов, таких как опыт, время и финансирование для создания и интеграции инфраструктуры.

Вывод

Будущее транзакций на блокчейне постепенно переходит к инфраструктуре, повышающей конфиденциальность, потому что использование конфиденциальных транзакций выходит за рамки финансовых аспектов блокчейна. Они также могут хранить и передавать чувствительную информацию в области здравоохранения, обороны/военной сферы, цепочки поставок, недвижимости, интернета вещей (IoT) и виртуальной экономики.

Хотя существуют проблемы с инфраструктурой, недостатки в конечном итоге будут устранены благодаря постоянным исследованиям отраслевыми экспертами и энтузиастами, таким образом, разблокировав полный потенциал конфиденциальных транзакций.