Lightning Network и анонимность биткоина

Сейчас биткоин не полностью анонимен. Мониторинг не зашифрованной сети с равноправными узлами и анализ открытого для всех блокчейна, а также политика «знай своего клиента» и система по борьбе с отмыванием денег могут раскрыть многое о том, кто использует биткоин и зачем.

С точки зрения защиты личной информации это не очень хорошо. Например, пользователи биткоина могут и не желать, чтобы мир знал, где они тратят свои деньги, сколько они получают или сколько денег у них есть. Также и с бизнесом, владельцы которого не хотят, чтобы информация об их транзакциях попала к конкурентам.

Сам факт того, что историю транзакций каждого биткоина можно проследить, ставит взаимозменяемость всех биткоинов под угрозу. «Помеченные» биткоины могут стоить меньше, чем остальные, а также, возможно, они ставят под сомнение вопрос, является ли биткоин видом денежных средств.

Но эту ситуацию можно улучшить. Возможно, одним из самых многообещающих решений станет неотъемлемая часть одного из самых ожидаемых уровней масштабирования биткоина: Lightning Network. Благодаря использованию протокола Sphinx платежи в Lightning будут проводиться в анонимной сети, похожей на Tor, которая обеспечит защиту личных данных и сохранит взаимозаменяемость.

Краткий обзор: платёжные каналы и Lightning Network

Основу Lightning Network составляют двусторонние платёжные каналы, которые образуют сеть с равноправными узлами.

Двусторонние платёжные каналы повышают защиту личных данных даже без сети Lightning Network. Два пользователя, например, Алиса и Боб могут открыть двусторонний платёжный канал и проводить транзакции в нем частным способом. Только когда они завершат все транзакции, конечное состояние балансов будет передано в блокчейн. Эта публичная транзакция покажет, сколько денег Алиса отправила Бобу или наоборот. Но узнать, было ли между ними десять, сотня небольших или даже тысяча транзакций, невозможно. Эта неизвестность и обеспечивает защиту личных данных.

К сожалению, недостаток заключается в том, что все эти двусторонние платёжные каналы образуют сеть с равноправными узлами. Если Алиса совершит платеж через Боба в пользу третьего участника, например, Кэрол, то Боб узнает, что Алиса заплатила Кэрол, а также сумму этого платежа. Несмотря на то что данные Алисы и Кэрол защищены от остального мира, они не защищены от Боба. В случае, когда существует два и больше посредников, например, не только Боб, но и Дэн, оба они знают о транзакциях между Алисой и Кэрол.

Система не совершенна.

Sphinx

Существующее техническое описание Lightning Network включает Sphinx — решение для маскировки данных маршрута от всех посредников.

Sphinx разработан научными исследователями Джорджем Данезисом и Ианом Голдбергом и является протоколом для передачи анонимных сообщений по сети с равноправными узлами. Идея впервые была предложена в мае 2009 года и никак не была связана с Lightning Network или даже биткоином. Олаолува Осунтокун из Lightning Labs первым понял, как можно использовать Sphinx, и вместе с Кристианом Декером из Blockstream он изменил протокол таким образом, чтобы использовать его в Lightning Network.

Sphinx имеет общие черты с известным анонимным средством связи Tor (The Onion Router — с англ. «луковый маршрутизатор»). Как и в случае с Tor, любой пакет данных, отправленный через Sphinx, включая IP-адрес получателя, зашифрован. Этот зашифрованный пакет затем зашифровывается еще несколько раз, пока не образуется несколько «слоёв» шифрования (поэтому Tor сравнивают с луком).

Используя хитрые криптографические уловки, все слои шифрования работают таким образом, что каждый посредник на пути к конечному пункту назначения пакета может открывать лишь один слой. Этот слой сообщает каждому посреднику информацию только о том, куда должен быть отправлен пакет. (Sphinx использует более совершенные криптографические алгоритмы, чем Tor, и создаёт пакет данных с постоянным размером для того, чтобы скрыть расположение узла в маршруте).

В Lightning плательщик определяет маршрут по сети с равноправными узлами и заворачивает пакет с платежом в слои шифрования. Кроме необходимой информации каждый посредник получает и дополнительные данные. В них входит информация о сумме, комиссии и многом другом. Такой способ также позволяет всем посредникам занимать место в цепочке платежа. (В будущей версии Lightning Network может появиться протокол под названием Hornet, который сделает весь процесс прямолинейным, хотя это и не обязательно для работы Lightning Network).

Важно отметить, что все посредники узнают только из какого канала они получают биткоины и в какой канал необходимо отправить платеж. Посредники не знают, занимают ли они первую, последнюю или промежуточную позицию в цепочке или же являются её единственным звеном. Информация о том, кто был первым отправителем транзакции и для кого она предназначена, известна только отправителю и получателю.

Каждый раз, когда закрывается двусторонний платёжный канал, мы можем чётко видеть его преимущества. Любой может узнать, сколько биткоинов Алиса отправила Бобу за время работы канала, но никто не знает сколько там было транзакций. Более того, Алиса может и не отправляла сама все эти деньги Бобу, возможно, что большинство платежей от Алисы к Бобу были предназначены для Кэрол или для кого-то ещё, это может быть любой участник сети.

Ознакомиться с техническими деталями маршрутизации можно, прочитав четвёртую часть технического описания Lightning Network от Расти Расселла из Blockstream или посмотрев презентациею Олаолувы Осунтокуна на Scaling Bitcoin Milan.

Источник: cryptocurrency.tech