Объясняем популярно: конфиденциальность Taproot

Перевод статьи

Подробное, но не очень техническое описание того, как работает анализ блокчейна и какое значение имеет Taproot для конфиденциальности пользователей биткойн.

Содержание:

Предварительная концепция: UTXO Как отследить монеты при помощи анализа блокчейна Сэты анонимности и общая картина конфиденциальности технологии Taproot Путь к всеобщему принятию
Как и майнинг, конфиденциальность это самая важная и к тому же сложная для понимания тема в биткойне, особенно если вы новичок в этом. Уже существуют быстрорастущие компании зарабатывающие на отслеживании транзакций путем анализа блокчейна, но основная масса биткойновладельцев похоже не знает что это означает. Активация Taproot кажется уже неизбежной, и на этой волне мы обсудили эту тему с экспертами по конфиденциальности и блокчейн анализу. В этой статье мы расскажем что мы изучили о предстоящих возможностях для конфиденциальности биткойна и масштабируемости с Taproot

Предварительная концепция: UTXO

Если вы хоть раз пользовались блокчейн экплорером чтобы отследить путь монет на несколько шагов до того, как они попали на ваш адрес, вы, наверное, подумали, что это не такая уж и простая задача. И это в принципе хорошо, BTC это все-таки более однородный цифровой актив чем привычные нам материальные счета и деньги, в общем отследить конкретные монеты конкретного человека не легко.

Смотрите, блокчейн биткойна содержит записи так называемых выходов неизрасходованных транзакций (UTXO - Unspent Transaction Outputs). Когда UTXO использован как вход в другой транзакции, он не может быть снова использован тк он больше не неизрасходованный, но его все еще можно увидеть в блокчейне. Баланс на биткойн-кошельке это общая сумма всех неизрасходованных выходов, но отдельные сатоши в этом балансе неотличимы друг от друга.

Тем не менее есть одно НО: суммы этих неизрасходованных выходов очень даже различимы когда они используются как входы в транзакциях. Другими словами, кошелек с 10 выходами по 1 BTC каждый совсем не то же самое что кошелек с одним выходом на 10 BTC, хоть их баланс и одинаков.

Чтобы понять что же это значит, приведем простой пример. Предположим, вы получили 1 BTC от 3х разных отправителей, получается 3 выхода с общей суммой 3 BTC. Теперь, предположим, вы хотите потратить 2.5 BTC. В этой транзакции будут три входа(три изначальных utxo по 1 BTC) и два выхода – один новый выход несущий в себе 2.5 BTC и еще один новый выход содержащий 0.5 BTC за минусом комиссии. Этот второй выход с оставшейся суммой называется сдача, по аналогии со сдачей на кассе в магазине.

Пример показывающий принцип выходов UTXO и сдачи

Иными словами, вы не можете частично потратить UTXO и оставшееся не трогать. Вместо этого вы просто посылаете остаток изначального UTXO обратно к себе в виде нового UTXO на сумму этого остатка. С пониманием этого принципа, давайте двинемся дальше в проблему конфиденциальности и блокчейн анализа.

Как блокчейн анализ отслеживает переводы

Перед тем как погрузится в тему конфиденциальности, хочется сказать, что блокчейн анализ по своей сути это не плохо.

Многие значения, показывающие, например, освоение биткойна пользователями, настроения инвесторов и другие интересные инсайды, возможно вычисляются с помощью анализа блокчейна – так сказать, публичного бух учета.

В общем мы недавно опубликовали статью как Coin Metrics проанализировали блокчейн btc чтобы предположить поведение майнеров с полученными монетами. И мы считаем, что это очень даже круто.

Однако наше мнение меняется, когда блокчейн анализ используется чтобы соотнести адреса и транзакции с их реальными владельцами или попросту когда чья-то конфиденциальность перестает быть конфиденциальной. Но мы здесь не для того чтобы обсуждать этичность блокчейн анализа использованного в этих целях. Вместо этого мы продолжим, с предположением того, что сохранения конфиденциальности это хорошо тк это делает биткойн более привлекательным и устойчивым к зацензуриванию.

Теперь давайте сделаем пару простых полосок-индикаторов для измерения конфиденциальности.

Первый – Личность, показывающий как далеко аналитик может зайти в определении владельца или группы владельцев определенного кошелька.

Слева – 0% - означает что никто не знает ничего о владельце кошелька

Справа -100% - означает что владелец кошелька был идентифицирован каким либо регулятором (биржа\банк\и др) по системе KYC (Know Your Customer) либо подобными.

Вторая полоска показывает, насколько “чист” конкретный UTXO. Назовем ее “индикатор загрязнения”. Слева у нас “грязные” монеты которые засветились в UTXO связанных например с криминалом. Справа “чистые монеты” у которых нет истории (например транзакции coinbase содержащие свежедобытые монеты) либо монеты в известных легальных адресах например принадлежащим биржам.

В обоих случаях, большинство транзакций и кошельков начинают немного “врать” на середине этих полосок, но не на их концах где все и так понятно.

Одна из главных целей фирм занимающихся анализом блокчейна и имеющими в заказчиках правительство либо нормативно регулируемые компании(банки биржи и тд) это убедиться что клиенты заказчика связаны только с правой зеленой частью этих полос-индикаторов. Отмечая адреса которые связаны с некой нелегальной деятельностью, они дают возможность биржам и подобным сервисам блокировать пользователей которые попытаются ввести “грязные” монеты.

Наиболее значимый метод, используемый аналитиками для достижения этих целей, называется эвристическая кластеризация. Эта техника нацелена на нахождение структуры в данных и соотношение частных значений таким образом что они разделяются в отдельные явно выраженные группы. Кластеризация обычно максимизирует сходство частных значений внутри определенного кластера попутно разделяя центры каждого кластера максимально далеко друг от друга.

Изображение показывает простейшую кластеризацию, конечно современный софт может анализировать намного более сложные данные и распознавать в них такие структуры, которые мы, люди, никогда бы не смогли увидеть.

В контексте блокчейн анализа существуют немало эвристических критериев для каждой транзакции которые могут быть использованы для их кластеризации, но рассмотрим два самых важных метода кластеризации:

Общие траты (также называется общие-владельцы-входов): соотношение адресов друг с другом путем нахождения общих входов для различных выходов, как показано на картинке
Единовременное определение сдачи:

Используя эвристическую кластеризацию решить какой из UTXO данной транзакции является сдачей, что позволит с высокой уверенностью отметить UTXO как принадлежащую тому же владельцу что и адрес входа.

Каждая биржа, кошелек или платежный сервис это прежде всего софт. И этот софт производит некоторые уникальные структуры данных которые кластерные алгоритмы в силах распознать. В результате блокчейн анализ на базе комбинации анализа общих трат, определения сдачи и следов использования различного софта, может сузить поиск потенциального владельца кошелька до небольшого круга пользователей блокчейна.

На картинке ниже, предоставленной Crystal Blockchain, вы можете видеть пример того как UTXO могут быть помечены, предоставляя биржам\плат системам и тд информацию о том связаны ли монеты с чистыми источниками такими как обменники и биржи либо с высокорисковыми такими как вирусы вымогатели либо адреса засвеченные в даркнете.

Вспоминаем полосу-индикатор Личность, можно сказать что вся активность с обоих сторон кроме некатегоризированной находится на правой стороне полоски. Люди владеющие такими категоризированными кошельками могут быть известными и неизвестными, но они уже частично утратили часть своей конфиденциальности просто потому что их активность в блокчейне уже исследована.

Если адрес был связан со скамом или даркнетом и соответственно помещен в высокорисковый кластер, компании (биржи, обменники, платежные системы) оплатившие анализ адреса будут отказывать в обслуживании владельцу адреса в соответствии с местными законами и нормами.

Итак, теперь мы подошли к теме статьи – TAPROOT

Сэты анонимностии общая картина конфиденциальности технологии Taproot.

Возможно вы уже слышали что Taproot может улучшить конфиденциальность в сети биткойн. Все потому что Taproot может позволить многим различным транзакциям смарт контрактов (мультиподписи,открытие и закрытие каналов лайтнинг сети и тд) выглядеть в блокчейне как обычная транзакция. Запутывая истинную природу транзакции, для этих смарт контрактов становится возможным прятаться среди обычных транзакций а другие могут маскироваться под обычные.

Более того, Taproot не только затрудняет определение целейтранзакций,но еще и позволяет им занимать меньше места в блоке. Мы не будем углубляться в детали подписей Шнорра и MAST(входят в состав апгрейда Taproot) здесь, но если вы еще про это не знаете можете ознакомится здесь.

Наконец, давайте затянем концепции из предыдущей секции в блокчейн анализ. Мы знаем что аналитический софт пытается создать кластеры из адресов которые наиболее близки друг с другом и одновременно наиболее разные с другими адресами других кластеров. Такие кластеры больше известны под названием сеты анонимности. Короче говоря, чем больше сет анонимности (чем больше включено в кластер адресов), тем он приватнее.

Так как блокчейн аналитики используют много разных эвристических критериев для кластеризации UTXO и адресов кошельков, мы должны иметь их все ввиду, рассчитывая на приватность. И здесь потенциальный недостаток Taproot вступает в игру.

Понимаете, Taproot будет использовать новый тип адреса, P2TR (Pay to taproot) который можно легко отличить от текущих адресов. Таким образом, когда Taproot будет внедрен и активирован, первые пользователи сами занесут себя в очень маленький сет анонимности с остальными пользователями P2TR потому что подавляющее большинство транзакций все еще будет производится между обычными адресами.

Небольшие сеты анонимности будут легкой работой для аналитиков в отслеживании средств в блокчейне, особенно в случаях когда отправитель и получатель транзакции не используют адрес одинакового типа. И немаловажная причина этому – то что мы упоминали ранее – большинство транзакция совершаются со сдачей. В большинстве случаев, тип адреса получающий сдачу такой же как тип адреса непосредственно отправляющий транзакцию, даже если сам по себе адрес другой.

В результате, аналитическому софту не составляет труда определитьUTXOсдачи когда другие выходы отправлены на адрес другого типа.

Подумайте об этом как об игре где вы пытаетесь следить за картой пока кто-то двигает ее по куче других карт на столе. Карты это UTXO и их количество это сет анонимности. Теперь представьте что все тузы в колоде отличаются по цвету от других карт. Насколько просто будет проследить за конкретным тузом в колоде если все остальные карты одного цвета кроме других трех тузов? Даже если не уследите за ним, можно угадать с 25% вероятностью. Та же вероятность угадывания будет 1,9% если и тузы и остальные карты будут одного цвета.

Софт блокчейн анализа, по сути, играет в очень сложную версию такой игры. Причем до Taproot смарт контракты были как карты с небольшими изгибами или потертостями благодаря которым их легко можно было отличить. Taprootделает эти карты менее отличными друг от друга, к тому же он окрашивает карты с одинаковыми типами адресов в цвет отличный от остальных карт колоды.

Изначальные маленькие сеты анонимности это известный недостаток Taproot. Это минус который может быть уменьшен или даже превращен в плюс по мере принятия Taproot большим количеством пользователей (т.е. колода карт с P2TR будет увеличиваться).

Вдобавок, важно помнить что типы адресов это только один из множества факторов которые используются для кластеризации в блокчейн анализе, и в целом Taprootэто улучшение либо нейтралитет относительно остальных факторов.

Некоторые вопросы пока оставшиеся открытыми:

Каков порог принятия пользователями, при котором сеты анонимности Taproot будут достаточно большими чтобы конфиденциальность повысилась в сравнении с периодом до Taproot
Когда этот порог будет достигнут (если будет)

ПУТЬ К СУЩЕСТВЕННОМУ\ЗНАЧИМОМУ ПРИНЯТИЮ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯМИ.

Разумно сказать что биткойн в данный момент не очень то анонимный. Даже до появления Taproot, в сети используются 4 самых распространенных типа адреса (P2PKH, P2WPKH, P2SH, P2WSH) а также несколько не столь популярных подтипов адресов которые могут появится когда потрачен UTXO какого нибудь смарт контракта. Изначально Taproot сделает еще хуже, но у него есть огромный потенциал все исправить и сделать положение вещей намного лучше, особенно для пользователей смарт контрактов чьи UTXO уже являются частью относительно малых сетов анонимности. Он сделает дешевле открытие и закрытие лайтнинг каналов и сопутствующие расходные транзакции, включающие в себя перемешивание монет, что в итоге будет повышать конфиденциальность.

Гипотетически, если принятие Taproot будет совершено 100% пользователями для всех последующих транзакций, это сделает работу аналитиков блокчейна намного сложнее. Без Taproot, 100% принятие 1 типа адреса всеми пользователями будет нереально потому что никогда ранее не было возможности сделать смарт контракты неотличимыми от обычных транзакций.

Те кто принял Taproot первыми, пока будут стоять в сторонке и нещадно палиться, по мере возрастания количества принявших пользователей, конфиденциальность будет только возрастать. В то же время остальные кластеры будут уменьшаться что приведет к увеличению принятий среди тех кто заботится о своей конфиденциальности

Конечно, поддержание обратной совместимости (например, никаких хардфорков) означает что принятие не будет происходить так быстро, по крайней мере для обычных транзакций. Это говорит о том, что вы можете обеими руками быть за Taproot, осознавая что в процессе перехода недостатков не избежать.

Возможно, мы никогда и не достигнем порога принятия, необходимого чтобы недостаток Taproot стал его сильной стороной в плане конфиденциальности. Как же мы может не допустить это “Возможно” ?

Отличным началом будет если обменники и биржи станут массово использовать Taproot, в котором они, кстати, заинтересованы потому что они похоже самые активные пользователи мултисигнатурных транзакций которые Taproot удешевит. Если они в итоге выполнят свою часть, следующим шагом будет внедрение Taproot разработчиками кошельков, так мультисигнатурные обмены выводы денег моносигнатурным пользователям не будут различаться в блокчейне.

Все начинается с изучения и обучения, большинство новых пользователей биткойна скорее всего не будут интересоваться типами адресов и другими техническими аспектами сети. Но мы, первые принявшие, громкое и сильное меньшинство в будущей экосистеме биткойн. Пришло время изучать лучший опыт, обучать других и поддерживать сервисы которые помогают двигать биткойн вперед.

Если Taproot будет активирован, это очень важно для конфиденциальности чтобы он был принят большим количеством пользователей, либо P2TR адреса будут влачить свое существование как еще один эвристический критерий в блокчейн аналитике для отслеживания потоков UTXO.

Важность конфиденциальности будет только возрастать. И как сказал Андреас Антонопулос - между авторитарными и свободными системами нет золотой середины.

Нерегулиремость это конкурент дифференциации. Это пространство они не смогут занять.

Однажды вы заметите что снаружи позолоченной клетки больше человечности, больше страсти, больше ценности. Это наше пространство и они не могут забрать его у нас.

Хватит пытаться триангулировать, модерировать, идти на компромисс, уступать, принимать, совершенствовать и облагораживать эту технологию. Они никогда не прекратят требовать большего контроля. между авторитарными и свободными системами нет золотой середины.

Чтобы биткойн стал лучшим финансовым инструментом из возможных, мы должны делать это сами. К счастью, все биткойнеры могут голосовать своими сатошами, и это самый мощный голос из всех.

Поддержите переводчика!

Шлите ваши сатоши, используя эту LNURL ссылку

Используя страничку, либо просто пользователю @estiLibera через @lntxbot.

Если вы ещё не знаете как использовать сатоши в Лайтнинг сети, прочитайте руководство для кошелька BLW или исследуйте Телеграм-бот @lntxbot.