Gør blockchain-transaktioner sikre og private

Blockchains er blevet en vigtig del af internetteknologien. De bruges til kryptovalutaer som Bitcoin, men også til andre sikkerhedsfølsomme opgaver, såsom styring af forsyningskæder til højteknologiske fabrikker. Selvom blockchains oprindeligt blev anset for at være den hellige gral af sikkerhed og privatliv i offentlig informationsudveksling, det viste sig, at de faktisk mangler at holde det løfte.

I lyset af denne situation, Security and Privacy Group på TU Wien (Wien) lancerede et blockchain-forskningslaboratorium i september 2018. I de seneste måneder, laboratoriet har allerede haft stor succes:Pedro Moreno-Sanchez, laboratorielederen, der kom til TU Wien i 2018 efter at have modtaget sin ph.d. fra Purdue University, har rejst 820, 000 Euro fra nogle af verdens førende blockchain-virksomheder; han har vundet det prestigefyldte FWF Lise Meitner Fellowship; og, måske vigtigst, han kom med grundlæggende videnskabelige gennembrud:To store sikkerheds- og privatlivsproblemer i blockchain-teknologier er blevet løst gennem nye kryptografiske teknikker udviklet på TU Wien. Disse løsninger er allerede blevet implementeret af de førende udbydere af Bitcoin-software og bliver brugt til at udføre tusindvis af transaktioner hver dag.

Coinshuffle og Lightning Networks

Hver Bitcoin-transaktion offentliggøres på blockchain, som kan læses af alle. Dette er vigtigt for at sikre, at alle transaktioner er verificeret og, ultimativt, alle deltagere er enige om, hvilket pengebeløb der tilhører hvem. Men det er i modstrid med privatlivets fred. "I princippet, Bitcoin blockchain er anonym, da den ikke indeholder nogen navne, kun bruger-id'er, " siger Moreno-Sanchez. "Men hvis jeg finder ud af, hvilket Bitcoin ID der tilhører dig, Jeg kan nemt se, hvad du gjorde tidligere, og jeg kan overvåge dine transaktioner i fremtiden."

En forhandler, der leverer varer til sine kunders hjemmeadresser og bliver betalt med Bitcoin, kan nemt matche navne, adresser og Bitcoin-ID'er. "Der er endda virksomheder, der tilbyder denne form for sporing som en betalt tjeneste, " siger Moreno-Sanchez.

Men dette er ved at ændre sig:Moreno-Sanchez og hans team har udviklet "Coinshuffle, "et softwareværktøj, der nemt kan føjes til eksisterende blockchain-teknologier, såsom Bitcoin. Coinshuffle indsamler flere transaktioner fra forskellige brugere og fletter dem, oprettelse af en enkelt Bitcoin-transaktion, samtidig med at de sørger for, at alle deltagere får det rigtige beløb.

Efter transaktionen, den komplette liste over ID'er, der deltog i denne transaktion, vises i den offentliggjorte blockchain, men ingen kan sige, hvem sendte penge til hvem. "Vi var i stand til at levere et formelt bevis på, at denne teknologi er sikker, " siger Pedro Moreno-Sanchez. "Ikke engang de mennesker, der deler den enkelte Bitcoin-transaktion, har en chance for at bryde anonymiteten - dette er et matematisk bevist faktum."

Et andet problem, som Bitcoin står over for, er skalerbarhed:Det store antal transaktioner kan næsten ikke håndteres længere. Derfor, Lightning-netværket er blevet udviklet:Det er en teknologi, der gør det muligt for forretningspartnere, der ofte udveksler Bitcoins, at håndtere disse transaktioner privat indbyrdes, uden at oprette en Bitcoin-transaktion, der skal offentliggøres over hele verden. Først når de to partnere er enige om at afslutte deres række af transaktioner, den resterende saldo afregnes ved hjælp af en standard Bitcoin-transaktion.

"Alle plejede at tro, at dette forbedrer privatlivets fred, " siger Pedro Moreno-Sanchez. "Men vi fandt ud af, at det ikke er sandt. Systemet kunne endda udnyttes til at stjæle penge fra andre." Men holdet på TU Wien var hurtige til at identificere og løse dette problem, foreslår en innovativ kryptografisk protokol, der allerede er integreret i Lightning-netværket.

Gør grundforskning til arbejdsløsninger

Både Coinshuffle og den nye kryptografiske protokol til Lightning-netværk har hurtigt vakt opmærksomhed hos førende blockchain-virksomheder. "Ligesom der er flere store virksomheder, der udvikler internetbrowsere, der er flere store udbydere af blockchain-software. Vi har talt med dem, og de har allerede implementeret vores løsninger, " siger Moreno-Sanchez. "Så tusindvis af Bitcoin-transaktioner udføres hver dag over hele verden, ved at bruge de sikkerheds- og privatlivsforbedrende teknologier designet og udviklet her på TU Wien."

"Vi er meget glade for at have vores eget blockchain-forskningslaboratorium her på TU Wien, og det er forbløffende, hvor hurtigt det tog fart og gav ganske fantastiske resultater, " siger professor Matteo Maffei, leder af Sikkerheds- og Privatlivsgruppen ved Instituttet for Logik og Beregning ved TU Wien. "Pedro Moreno-Sanchez og hans team har ikke kun haft en utrolig succes med at skaffe penge fra teknologivirksomheder og levere nyttige løsninger, de har også opnået international anerkendelse i den akademiske verden. Deres resultater er blevet præsenteret på de mest prestigefyldte videnskabelige konferencer inden for sikkerhed og privatliv."