用区块链保护隐私,是天方夜谭呢?

看似天方夜谭,其实已走进现实。

当前人们在享受互联网时代便利的同时,常常会感慨这是一个没有隐私的年代。

网络爬虫、人肉搜索等手段的问世,将人们的生活置于各种显微镜下;各种促销

或骚扰电话让人不胜其烦;因信息泄露遭遇经济诈骗的报道也屡见不鲜。如何保 

护个人隐私成为公众最为关注的话题之一。

近两年来,随着区块链走入各行各业,用区块链实现隐私保护成为各类应用的重

要卖点之一。然而,区块链一向以数据公开透明而闻名。乍听上去,这不仅和隐

私保护毫无关系,甚至还南辕北辙。

那么,用区块链保护隐私是否是天方夜谭呢?

诚然,比特币区块链上的每一笔交易数据都是公开透明的,但神奇的是,其他人

并无法知道某一笔交易是谁来进行的。

举个例子来说,我们通过账本可以知道,张三向李四支付了六枚比特币,但是我

们并不知道张三和李四究竟是谁,这种匿名特性在一定程度上保护了人的隐私。

类似于非实名的社交网站,区块链上的每一个组织或个人都有一个不同的代号,

这个代号通常是一串无意义的数字。通过该数字的表面信息本身,并无法将其对

应到某一个具体对象的真实身份。

然而,一旦该对象在线下进行了实物交易,并和某一代号关联起来,这种匿名性

就不复存在了。由于区块链完整地记录了该代号的交易流水,其他人就可以轻松

的获取到与该对象相关的所有信息。因此,这种简单的化名机制不足以保证匿

名。

那么,有没有别的方法呢?

在比特币的技术体系下,区块链为我们提供了一种极为简单的机制,它允许任何

人具有无穷多个代号,并且每个人所拥有的代号只有自己知道,即便某一代号被

人认出,也不会影响其他代号的匿名性。理论上,每进行一次交易,就使用一个

独立的代号是最为安全的。这就好比打匿名电话,打完一个电话就把手机扔了,

然后再换一个新的手机打,这种打游击的方式就很难被追踪到。

这种“游击战”的方式能够较为有效的实现匿名性,对于一些涉及敏感数据交易

的场景极为有用。最近苏宁金融上线的区块链黑名单共享系统就采用了这种技

术,能够有效隐藏金融机构的真实身份,任何人都无法知道某一个黑名单是谁上

传的。

当然,匿名性是一把双刃剑,从保护隐私的角度来说十分重要,但也为一些违法

犯罪行为提供了保护伞。这引发了一些研究人员的关注,他们通过数据分析方法

来实现区块链的去匿名化,其目标是找出属于同一对象所拥有的多个代号。

最常用的一个思路是对公开的交易账本信息进行资金流分析。区块链账本的每一

条账单都记录了某一笔资金的转移情况,最简单的交易只涉及两个代号:一个提

供者和一个接收者。

但是,如果有一笔交易需要提供者支付10个币,而提供者的每一个代号名下都不

足10个币,那怎么办呢?

很简单,这个用户只要从多个代号同时进行转账就可以了,这种情况在现实的交

易中很常见。

那么,如果有一笔交易有多个代号作为提供者,是否就可以认定这些代号属于一

个用户呢?

答案是:非常可能,这是因为现实中很少会找到一笔交易存在多个不同用户作为

支付方的情况。这就构成了代号关联常用的第一条启发式规则:如果一笔交易具

有多个支付代号,那么这些代号属于一个用户。

此外,找零钱也是一种常见的交易,比如,用户向其他人支付了50,实际支付只

需40,找回零钱10。很显然,零钱的接收者代号也应该是由提供者控制的,这构

成了代号关联的第二条启发式规则:一笔交易中,零钱的接收代号和支付代号同

属于一个用户。

第二条规则的核心是怎么确认某个代号是零钱的接收代号。在比特币等区块链技

术内,零钱账号通常是新生成而未被使用过的新账号,据此可以帮助我们来检测

零钱的接收者代号。

利用这些规则,我们就能把一些代号关联到同一个用户上。根据区块链记录的账

本信息,我们还可以绘制相应的交易图和代号的关联图,更为直观反映代号之间

的资金流向。比如,下图就绘制了一幅包括19个代号和7笔交易的交易流图,根据

所定义的规则,我们可以发现,代号1和2属于同一个用户,代号8、9和14也属于

同一用户。通过对交易数据的分析,可以认为整个交易过程实际上只有6位用户。

事实上,以上两条规则都不能保证完全正确。为了避免错误,这些规则也在不断

优化,比如,第一条规则中仅考虑那些只有一个接收者的交易等。

那么,这些规则的实际应用情况如何呢?

部分研究成果声称,在比特币的实验模拟环境中,关联的准确度可以达到80%。不

幸的是,这些规则在真实环境中还缺乏足够的数据支持,并且随着新匿名机制的

出现,这些规则可能已经失效。

还有一种思路是通过分析网络中的路由来建立各代号及其网卡地址之间的关系。

其原理是同一用户的网卡地址通常是不变的。因此,只要能发现两个不同代号来

自于同一个物理网卡地址,那么,这两个代号就有很大可能属于同一用户。而实

现这样一个机制,需要在网络上创建一个超级节点,来随时监听区块链网络中活

跃节点的数据。一些研究成果声称,采用网络监听实现去匿名化,准确度可以达

到30%。不过,这种方式成功的前提是——用户一直使用同一网络地址来登录自己

所有的代号。

总的来说,在现有的匿名技术下,采用单独的线索破解比特币等区块链网络的匿

名性还是较为困难的,未来研究中需要进一步结合多个线索来提高去匿名化的准

确度。

正所谓“道高一尺,魔高一丈”,在一些学者研究怎么去匿名的同时,还有一些

学者和机构研究怎么增强区块链的匿名性,目前主流的研究方法有三类:

1. P2P混合机制;

2. 分布式混淆网络;

3. 零知识证明。

P2P混合机制是指让若干用户签订协议,将多个交易混合成一个标准的交易。如

此,匿名程度的高低取决混合的交易数量。在这种方式下,我们就无法认定同一

笔交易的多个支付代号属于同一用户。在混合交易中,如果将多个提供者和接收

者分别随机排序,我们也无法知道某一笔资金是从哪一个代号流入到哪一个代

号。通过破坏交易的连续性,可使得建立代号之间的关联更为困难。

分布式混淆网络的出发点也是让资金流向的输入和输出之间的关系模糊化,其主

要策略是通过一个第三方机构来让多个交易人互换资金,具体来说,多个用户都

会和某一个第三方机构达成如下协议:我先交付给该机构10个币,过一段时间

后,该机构会返还给我10个币。简单地说,这就是一种洗钱。通过这种方式,外

部人员很难捕获交易之间的关联信息。但是,这种方式也面临着第三方机构不归

还资金的风险。

零知识证明也可以用来预防资金流分析,在这种技术下,资金提供者并不需要通

过提供自己的身份信息来验证资金的有效性,而只需证明该笔资金属于一个有效

资金的公共列表。更进一步来说,利用零知识证明还能允许用户以完全私密的方

式直接进行支付,相应的交易会隐藏资金的提供者、接收者和交易量,并且在无

需提供这些信息的条件下,通过零知识证明技术让别人验证这笔交易的有效性。

从目前的技术来看,P2P混合机制和分布式混淆网络主要用来预防已有资金流分析

策略,其目标是通过截断对区块链不同用户间的资金关联,使得资金流分析失

效,相对而言,零知识证明技术的匿名程度最高,但是其效率和性能仍然存在严

重的不足,总之,这些最新的区块链匿名技术还存在很多不成熟的地方,需要进

一步打磨。

最后,需要指出的是,区块链的匿名性一直备受争议。从普通人的角度来看,一

方面,他们需要保护自己的隐私,防范个人的敏感数据被其他人用来进行各种欺

诈和骚扰,另一方面,他们并不希望区块链为各类恶意行为提供匿名平台,让自

己遭受伤害。在人类进行复杂的心理斗争时,匿名和去匿名技术的对抗也仍然在

延续,各位觉得谁会取得最终的胜利呢?

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,607评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,047评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,496评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,405评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,400评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,479评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,883评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,535评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,743评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,544评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,612评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,309评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,881评论 3 306
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,891评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,136评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,783评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,316评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容