Bitcoin krijgt mogelijk extra privacy zonder aanpassing van het netwerk

Het onderzoek is interessant omdat Bitcoin-transacties normaal gesproken openbaar zijn. Iedereen kan transacties op de blockchain bekijken en geldstromen tussen adressen volgen. Shielded Bitcoin moet gebruikers meer financiële privacy geven, zonder dat Bitcoin daarvoor een soft fork nodig heeft.

Privacylaag bovenop Bitcoin

Shielded Bitcoin komt van onderzoekers Clara Shikhelman, Mikhail Komarov en Aleksei Moskvin. Hun ontwerp gebruikt Bitcoin vooral als basis om transacties vast te leggen en in de juiste volgorde te plaatsen.

Aparte software, zogenaamde indexers, doet vervolgens een belangrijk deel van het werk. Deze software controleert of transacties geldig zijn en voorkomt dat gebruikers hetzelfde geld twee keer uitgeven.

Hierdoor hoeven Bitcoin-miners geen nieuwe regels toe te passen. Dat is belangrijk, omdat een aanpassing van de consensusregels normaal gesproken brede steun binnen het Bitcoin-netwerk vereist.

Shielded Bitcoin functioneert daarmee als een extra privacylaag bovenop de bestaande blockchain.

Zero-knowledge proofs verbergen transactiegegevens

Een belangrijk onderdeel van het systeem zijn zero-knowledge proofs. Met deze cryptografische techniek kan iemand bewijzen dat een transactie geldig is zonder alle onderliggende informatie openbaar te maken.

Een gebruiker kan bijvoorbeeld aantonen dat hij voldoende bitcoin bezit voor een betaling, zonder het exacte saldo of andere gevoelige informatie te delen.

Shielded Bitcoin combineert deze techniek met versleutelde zogenoemde notes. Deze vertegenwoordigen waarde binnen het private systeem. Daarnaast gebruikt het protocol nullifiers om vast te leggen dat een note al is uitgegeven. Zo kan het dubbele uitgaven voorkomen zonder de volledige transactiegeschiedenis zichtbaar te maken.

Zcash vormt de technische basis

De aanpak vertoont duidelijke overeenkomsten met Zcash. Deze cryptomunt gebruikt al jaren zero-knowledge-technologie om afgeschermde transacties mogelijk te maken.

Er is wel een belangrijk verschil. Zcash beschikt over een eigen blockchain en consensusmechanisme. Shielded Bitcoin heeft geen aparte blockchain nodig en gebruikt Bitcoin als onderliggende infrastructuur.

Dat maakt het theoretisch mogelijk om privacytechnologie aan Bitcoin toe te voegen zonder de basisregels van het netwerk te veranderen.

Privacy werkt pas goed met voldoende gebruikers

Het voorstel krijgt ook kritiek. Ontwikkelaar Vadim Zavodil wijst erop dat Zcash al jarenlang een netwerk van afgeschermde transacties heeft opgebouwd. Een nieuw systeem zoals Shielded Bitcoin begint daarentegen vanaf nul.

Dat heeft gevolgen voor de anonymity set. Dit is de groep gebruikers of transacties waartussen een specifieke betaling verborgen kan blijven. Een grotere groep maakt het voor buitenstaanders moeilijker om transacties aan personen of andere transacties te koppelen.

Bij weinig gebruikers blijft die bescherming beperkt. De eerste transacties binnen een nieuw privacysysteem kunnen daardoor relatief eenvoudig te onderscheiden zijn.

De onderzoekers erkennen deze beperking. Een grote hoeveelheid bitcoin in het systeem betekent volgens hen niet automatisch dat gebruikers goed beschermd zijn. Als een klein aantal partijen verantwoordelijk is voor het grootste deel van de transacties, kunnen buitenstaanders mogelijk nog steeds patronen herkennen.

Quantumveiligheid blijft een vraagstuk

Ook de bescherming tegen toekomstige quantumcomputers roept vragen op. Pierre-Luc Dallaire-Demers, oprichter van post-quantumcryptografiebedrijf Pauli Group, stelt dat het huidige ontwerp niet quantumresistent is.

Quantumresistente cryptografie bestaat uit beveiligingstechnieken die ook bestand moeten zijn tegen krachtige quantumcomputers. Zulke computers bestaan momenteel nog niet op een schaal waarmee ze de cryptografie van Bitcoin kunnen breken, maar ontwikkelaars onderzoeken al wel hoe blockchains zich hierop kunnen voorbereiden.

Dallaire-Demers onderzoekt daarom hoe een post-quantumversie van het concept eruit zou kunnen zien als Bitcoin in de toekomst zelf quantumresistente digitale handtekeningen invoert.

Idee achter Zcash keert terug naar Bitcoin

Eli Ben-Sasson, mede-auteur van de oorspronkelijke Zerocash-paper en CEO van StarkWare, reageerde positief op de richting van het onderzoek. Zerocash vormde later een belangrijke technische basis voor Zcash.

Volgens Ben-Sasson was het oorspronkelijke doel van Zerocash juist om betere privacy naar Bitcoin te brengen. Hij had het nieuwe onderzoek nog niet volledig bestudeerd, maar ziet mogelijkheden voor zero-knowledge proofs op Bitcoin.

Daarmee komt een oud idee opnieuw op tafel. Privacytechnologie die uiteindelijk vooral bekend werd door Zcash, wordt nu onderzocht als uitbreiding voor Bitcoin zelf.

Wat betekent dit voor Bitcoin-beleggers?

Shielded Bitcoin is voorlopig een onderzoeksvoorstel. Bitcoin-gebruikers kunnen de technologie dus nog niet zien als een standaard privacyfunctie van het netwerk.

Het onderzoek laat vooral zien dat ontwikkelaars zoeken naar manieren om Bitcoin meer privacy te geven zonder langdurige wijzigingen aan het basisprotocol. Dat kan experimenten eenvoudiger maken, maar technisch werk alleen is niet genoeg.

Een privacysysteem heeft ook voldoende gebruikers nodig. Zonder een grote en diverse groep transacties blijft het mogelijk om bepaalde patronen te herkennen.

Voor Bitcoin-beleggers is het daarom vooral een ontwikkeling om te volgen. Shielded Bitcoin verandert Bitcoin vandaag niet, maar kan bijdragen aan de discussie over hoeveel financiële privacy gebruikers in de toekomst op het netwerk kunnen krijgen.

Conclusie

Shielded Bitcoin probeert private Bitcoin-transacties mogelijk te maken zonder een soft fork. Het systeem gebruikt zero-knowledge proofs en andere technieken uit Zcash om transactiegegevens af te schermen terwijl Bitcoin zelf de onderliggende infrastructuur blijft.

De techniek kent nog belangrijke uitdagingen. Vooral de omvang van de anonymity set en de bescherming tegen toekomstige quantumcomputers vragen verder onderzoek. Toch laat het voorstel zien dat meer privacy op Bitcoin mogelijk niet altijd een ingrijpende wijziging van het netwerk vereist.

Veelgestelde vragen

Wat is Shielded Bitcoin?

Shielded Bitcoin is een onderzoeksvoorstel voor private Bitcoin-transacties. Het systeem moet bedragen, verzenders, ontvangers en verbanden tussen transacties kunnen afschermen met cryptografische technieken.

Moet Bitcoin hiervoor worden aangepast?

Volgens het voorstel is geen soft fork nodig. Shielded Bitcoin werkt als een extra laag bovenop Bitcoin, terwijl aparte indexers de aanvullende regels en cryptografische bewijzen controleren.

Is Shielded Bitcoin hetzelfde als Zcash?

Nee. Shielded Bitcoin gebruikt verschillende technieken die ook bij Zcash voorkomen, maar heeft geen eigen blockchain. Het voorstel gebruikt Bitcoin als onderliggende infrastructuur.