在加密货币环境中隐私的含义

在加密货币环境中反思隐私时，可以注意到加密货币通常被视为匿名支付手段，尽管也有人声称追踪数字资金的流动比追踪法定货币（如美元）的流动要容易得多。要调和这两种说法，首先需要理解在加密货币世界中隐私的含义。回答这个问题并不像乍看上去那么简单，因为在区块链技术领域，“隐私”一词可以表示多种不同的现象。同时，理解这一点对开发者、投资者和其他加密经济系统的参与者来说极为重要。让我们试着理清这个问题。

让我们考虑数字资产背景下隐私的三个主要方面，包括：进行加密货币交易的用户的个人信息；关于正在进行的操作的数据；通过结合所有交易的数据获得的区块链状态的一般信息。为了使外部观察者无法（或理论上极其困难）访问这些信息或通过计算获得这些信息，协议中可能会使用加密技术。同时，那些试图获取有关区块链某些信息的人可能会结合其个别片段，以了解他们感兴趣的信息或至少做出相应的假设。从这个意义上讲，从隐私的角度来看，主要任务是开发一种协议，以向潜在攻击者披露关于特定交易属性的最少可能信息。

需要注意的是，某些属性的隐私远非一个明确的现象。例如，某些信息可能对某些观察者是已知的，而对其他观察者则是未知的，或者观察者可能在没有完全信心的情况下做出某些假设。这种二元性常常使得诸如«加密货币X保证隐私»或«加密货币X比加密货币Y更私密»的说法变得毫无意义。此外，当这些说法被随意使用时，可能会导致混淆和错误的解释，这正是它们可能被故意用来误导用户的原因。我们认为，做出更具体的陈述，如«在门罗币中，交易金额是私密的»或«在ZCash中，发送者的地址在一定程度上是匿名的»，要合理得多。正如我们稍后将看到的，在某些情况下，诸如零知识证明等密码学工具可以帮助分析这些说法，甚至为其提供有力的论据。

因此，让我们分别考虑与加密货币相关的隐私各个方面。个人信息的隐私（匿名性）当人们听到“隐私”这个词时，首先想到的就是匿名性。匿名性意味着用户的行为与其真实身份之间没有联系。最容易确保的匿名性之一是所谓的“假名性”：本质上，这正是各种在线服务通过分配假名（如 bitcoinlover2008）而向我们保证的。在这种情况下，在涉及协议其他用户的大多数交易中，关于用户 bitcoinlover2008 的自然人或法人数据将不会出现。在大多数加密货币网络中，包括比特币，用户会被分配一个公钥和一个私钥。公钥作为登录的类似物，而私钥则作为密码的类似物。无论是合法获取还是通过盗窃获得私钥的人，都可以生成以您的名字“签名”的消息，并且通过公钥，任何人都可以验证和确认其作者身份。得益于这个功能，用户可以例如在一个或多个公共地址上接收比特币。密钥-地址并控制他们的资金，并使用私钥发送它们——所有这些都不需要中央机构的干预。这些概念构成了现代数学密码学的基础，并且本身就非常有趣。然而，就我们的目的而言，拥有一对公钥和私钥仅仅意味着在去中心化网络中实现伪名性的方式。由于这种通常固有于加密货币协议的伪名性，媒体代表和公众形成了一个错误的印象，认为加密货币是匿名的，或者至少提供比仅仅使用伪名更大的匿名性。毫不奇怪，这种误解导致人们开始将加密货币用于非法目的，无论是在线赌博还是在暗网交易。

然而，加密货币的实际匿名性水平可能会让这些用户感到严重失望：他们确实将硬币发送和接收至公共地址，并且在进行交易时不会披露他们的真实姓名，但由于某些行为，这些地址可以很好地与他们的真实个人数据关联起来。

首先，大多数用户通过交易所用法币获取比特币。进行普通货币交易通常需要与银行系统互动并提供真实的个人数据。正如我们之前提到的，比特币中的所有交易信息都是公开的，因此任何能够访问交易所数据库的人都可以将公共地址与用户的真实姓名关联起来。例如，如果爱丽丝通过Coinbase提取0.1 BTC到她的地址，服务将能够将她的真实姓名与这个密钥关联起来。如果她将0.2 BTC发送到一个接受在线体育博彩的非法网站的地址，那么外部观察者可以得出结论，爱丽丝参与了非法赌博活动，甚至可以提供不可辩驳的公开证据来证明这一事实。这种技术被称为区块链分析，像Chainalysis这样的公司使用它来按用户分组公共地址，建立它们与真实身份的联系并分析交易流。

其次，使用加密货币进行交易需要通过互联网发送一些信息。在某些情况下，关于此类交互的元数据可以用来追踪执行操作的用户的IP地址，即使使用像Tor这样的匿名工具也无法阻止这一点。这两个因素的结合使得仅凭伪名性进行完全匿名交易变得极其困难。交易信息的隐私谈到加密货币的隐私时，人们通常指的是交易某些方面的隐私。宽泛地说，交易是用户为改变区块链状态而执行的一个动作。例如，爱丽丝可以将X个币从她的钱包发送到鲍勃的钱包。即使在这样一个看似无害的情况下，也可以同时获取多个数据片段：爱丽丝的一个地址——爱丽丝和鲍勃地址之间的连接；鲍勃的一个地址；发送的币的数量。更复杂的交易还可以包含其他类型的信息。一个生动的例子是以太坊中的智能合约代码。不同的区块链以不同的方式呈现交易数据，其中一些方法使得外部观察者只能看到区块链中记录的«原始»数据，从而能够隐藏某些方面。这正是我们将本节标题定为«交易信息的隐私»而不是«交易的隐私»的原因，因为不同类型的转移数据的隐私程度可能不同。可以隐藏的最重要信息是爱丽丝和鲍勃的地址。如果它们是私密的，那么从关于交易的信息中确定交易的发送者和接收者将是不可能的。这也可能妨碍区块链分析的进行。因此，如果爱丽丝通过流行的交易所币安购买了具有这种特征的加密货币门罗币，然后从那里提取，那么币安将无法将此提取与爱丽丝后续的任何操作关联起来。如果爱丽丝将门罗币转给鲍勃，那么他也将无法得知这些币是在币安购买的。此外，关于某个交易信息片段是否私密的问题的答案不能是二元的。

在爱丽丝地址的例子中，隐私的程度可以通过匿名集的值来评估。匿名集是可以仅基于区块链数据计算交易发送者的最小地址集合。其值越高，区块链数据中包含的关于发送者的信息就越少。例如，在比特币的情况下，最简单和最直接的交易的匿名集值等于一，因为发送者的地址包含在转账信息中，而在门罗币的情况下，这个数字会高得多。关于区块链完整状态的信息隐私在比特币的情况下，所有交易数据都是公开的。这意味着外部观察者可以访问链中所有区块的记录，从而重建每个地址的余额账本（尽管它们可以被分割成不同的UTXOs（未花费交易输出），或未花费的交易输出——与特定所有者绑定的比特币的不可分割部分）。这就是我们所称的关于区块链完整状态的信息。

然而，如果交易的某些方面是私密的，那么对区块链中所有记录的了解将无法使用户了解区块链的完整状态。它分布在不同的用户之间，区块链保证了他们知识的一致性。尽管用户对区块链状态某些方面的了解仅依赖于协议和对导致当前状态形成的交易的认知，但它们之间的联系可能会产生复杂的交互。因此，区块链完整状态的各种属性可能在不同程度上是私密的，例如：所有地址的列表；单个地址的余额（例如，钱包0x2569C92345013F55CFb47C633c57F2f5756B9acA持有1 ETH）；特定地址上的智能合约代码（例如，地址0x06012c8cf97BEaD5deAe237070F9587f8E7A266d上的CryptoKitties智能合约代码）；与合约相关的信息（例如，存储在CryptoKitties合约中的数据）。

这是一个简单的例子：在 ZCoin 中，每笔交易的金额是公开的，但关于发送者和接收者的信息是私密的，这意味着他们钱包的余额数据也保持私密。另一方面，在 Mimblewimble 中，用户账户状态信息的安全性是通过不同的方式来确保的：在这里，交易金额是私密的，而发送者和接收者的信息是公开的。Mimblewimble 用户必须自己存储他们的资金，区块链只存储足够的信息以排除支出超过用户所拥有金额的可能性。在大多数情况下，隐藏交易的特征对个人用户是有利的，但在区块链的背景下，这并不总是如此。例如，如果某种特定加密货币的总币量是私密的，那么用户无法验证协议的某些特征，例如发行计划。此外，在这种情况下，很难发现利用加密漏洞或协议中的漏洞进行未经授权的新币发行的攻击者。

因此，在反思加密货币环境中的隐私时，不要使用诸如«MyCoin比TheirCoin更私密»这样的笼统说法，而是尝试回答以下问题：关于世界状态的某些信息片段（哪些？）在某个时刻（何时？）对某些人（谁？）是私密的（在什么程度上？）。这种方法将使我们能够更客观地评估隐私技术及其权衡。