ブロックチェーンにおけるプライバシー技術 - ゼロ知識証明
プライバシーとセキュリティを心配しているユーザーは、ビットコインウォレットやノードとのTorの統合が非常に役立つ場合があります。
プライバシー強化技術の紹介
目標とユースケース
プライバシー強化テクノロジー(PET)と呼ばれるツール、方法、および戦略のグループは、オンライン通信、金融取引、ID管理などのさまざまな状況で人々とそのデータのプライバシーを保護するために作成されます。 PETは、ユーザーが個人データをより細かく制御できるようにし、個人情報の盗難、監視、およびデータ侵害の可能性を減らすように設計されています。
PETの一般的な使用例は次のとおりです。
- 匿名性:オンラインでチャットや取引を行っている間、PETはユーザーの匿名性を維持し、監視、追跡、個人情報の盗難から保護するのに役立ちます。
- データセキュリティ:PETを使用して機密データを暗号化および保護することにより、違法アクセス、変更、および盗難から保護できます。
- ID管理:PETは、デジタルIDを管理および保護するために使用でき、個人データがそれを必要とする人とのみ共有されるようにし、詐欺や個人情報の盗難から保護します。
- 安全な通信:PETは、盗聴や傍受の影響を受けないプライベートで安全な通信チャネルを提供するために利用される場合があります。
階層化されたプライバシーアプローチ
消費者に高レベルのプライバシーとセキュリティを提供するために、プライバシー強化テクノロジー(PET)は、階層化されたプライバシー技術を採用することがよくあります。 「階層化された」プライバシーの背後にある目標は、さまざまなプライバシー強化方法とテクノロジーを組み合わせて、より完全で信頼性の高いプライバシーソリューションを提供することです。
たとえば、オンラインでチャットや金融取引を行う際に消費者に高レベルのプライバシーと匿名性を提供するために、階層化されたプライバシー戦略には、VPN、エンドツーエンド暗号化を備えたメッセージングアプリ、プライバシーに焦点を当てた暗号通貨の使用が含まれる場合があります。
階層化されたプライバシー戦略は、単一のPETが単独でユーザーのプライバシーを適切に保護できない場合に特に役立ちます。 ユーザーは、多数のPETを組み合わせることで、破ったりバイパスしたりするのがより困難な、より完全で強力なプライバシーソリューションを構築できます。
ゼロ知識証明(ZKP)
定義と歴史
ZKPは一種の暗号化プロトコルであり、ある当事者(証明者)が情報自体を開示することなく、特定の知識または情報を所有していることを別の当事者(検証者)に示すことができます。 言い換えれば、ZKPは、その知識が何であるかを実際に開示することなく、何かについての知識を実証する能力を誰かに提供します。
Shafi Goldwasser、Silvio Micali、Charles Rackoffによる1985年の研究であるThe Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systemsは、ZKPのアイデアを最初に提示しました。 それ以来、ZKPは現代の暗号化の重要なツールに発展し、安全な投票システム、暗号通貨トランザクション、デジタルID検証などのいくつかのアプリケーションで採用されています。 ZKPは、洗練された数学的アルゴリズムを使用して、検証可能で反駁できない証明を生成します。 本物の証拠と捏造された証拠の違いを区別することは計算上不可能であるという考えに基づいて、それらは計算的に区別できません。
暗号通貨の分野では、ZKPは最もよく知られている方法の1つで使用されます。 Zcashなどの一部の暗号通貨は、ZKPを使用して、消費者に高レベルのトランザクションプライバシーと匿名性を提供します。 ZKPを使用すると、ユーザーは、自分が誰であるか、または送信する金額を開示することなく、特定の数量のビットコインの所有権を示すことができます。
ZK-スナークとZK-スターク
近年最も注目され、応用されているゼロ知識証明の2つの形式は、ZK-SNARK(ゼロ知識簡潔な非インタラクティブな知識の議論)とZK-STARKS(ゼロ知識スケーラブルで透明な知識の議論)です。
ZK-SNARKはZKPのサブセットであり、証明者は詳細を明かすことなく、特定の知識に精通していることを示すことができます。 暗号通貨の分野では、Zcashコインなど、トランザクションのプライバシーと匿名性を提供するために採用されています。 暗号化されたテキストメッセージやデジタルID検証などの他のアプリケーションもZK-SNARKを利用しています。
逆に、ZK-STARKはZKPテクノロジーの最近の進歩です。 スケーラブルで透過的で効果的なゼロ知識証明を提供するため、ブロックチェーンなどの超並列システムでのアプリケーションに最適です。 ZK-STARKは、ZK-SNARKとは異なり、一部のシステムで弱点となる可能性のある信頼できるセットアップを必要としません。 一方、ZK-STARKは現在、ZK-SNARKよりも効率が低く、証明を生成するためにより多くの計算能力を必要とします。
ZK-STARKとZK-SNARKはどちらも暗号の分野で大きな用途があり、今後もプライベートで安全なシステムの構築に大きな影響を与え続けることが期待されています。
ブロックチェーンでのアプリケーション
ブロックチェーンテクノロジーには、特にプライバシーとスケーラビリティの分野で、ゼロ知識証明(ZKP)のいくつかの重要な用途があります。 ここにいくつかのイラストがあります:
プライベートトランザクション:ZKPは、プライベート暗号通貨トランザクションを可能にするために使用できるツールです。 たとえば、暗号通貨ZcashはZK-SNARKを利用して、転送金額や関係者の身元など、トランザクションに関する詳細を開示することなく、ユーザーがトランザクションを実行できるようにします。
プライバシーを保護するスマートコントラクト:プライバシー保護を備えたスマートコントラクトは、ZKPを介して可能にすることもできます。 その結果、スマートコントラクトは、直接関与している人以外の誰にも取引に関する情報を開示することなく実行することができます。
スケーラビリティ:ブロックチェーンのスケーラビリティは、ZKPの使用によって向上する可能性があります。 ZKPは、ブロックチェーンのサイズを縮小し、そこに保持する必要のあるデータの量を減らすことでスケーラビリティを強化するのに役立ちます。
真正性と識別の検証:ZKPは、それ以上の情報を開示することなく、データの信憑性を検証したり、個人の身元を確認したりするために使用できます。 これにより、ブロックチェーンベースのシステムのセキュリティを強化しながら、詐欺や違法アクセスを減らすことができます。
ZKPは、特にスケーラビリティとプライバシーの分野で、ブロックチェーンテクノロジー全体にさまざまな重要な用途を提供します。 ZKPは、ブロックチェーン業界が拡大および変化するにつれてより重要になり、プライベートで安全なブロックチェーンベースのシステムの作成に貢献すると予想されます。
その他のプライバシー強化技術
コインミキシング(コインジョイン、タンブルビットなど)
コインミキシングの目標は、暗号通貨取引のプライバシーと匿名性を高めることです。 コインミキシングの主なアイデアは、複数のトランザクションを1つにまとめることであり、資金の流れを追跡し、特定のトランザクションを個々のユーザーにリンクすることを困難にします。 コインミキシングテクノロジーには、CoinJoinやTumbleBitなど、さまざまな形があります。 CoinJoinを使用すると、複数のユーザーがトランザクションを1つのトランザクションにまとめることができるため、資金の元の送信者と受信者を特定することが困難になります。 TumbleBitは、匿名トランザクションを作成するために複数のサーバーを含むより複雑なミキシングプロセスを採用しています。
どちらにもさまざまな制限がありますが、CoinJoinとTumbleBitはどちらもビットコイン取引の機密性と匿名性を高めることができます。 たとえば、CoinJoinに必要なユーザー調整の量を取得するのは難しい場合があります。 一方、TumbleBitは、複雑さが大きく、複数のサーバーが必要なため、効果が低下する可能性があります。
機密取引
機密取引は、ビットコイン取引の機密性と機密性を高めることができる別の種類のプライバシー強化技術です。 機密トランザクションの基本的な前提は、トランザクションを認証できるようにしながらトランザクションの価値を隠すことです。 典型的なビットコイン取引の取引額は、ブロックチェーンに公開されています。 それにもかかわらず、機密トランザクションでは、準同型暗号化と呼ばれる暗号化方法を使用してトランザクション値をマスクします。 つまり、取引金額はまだ存在しますが、実際の金額を開示せずに正当なものとして検証できるように暗号化されています。 機密取引は、取引価値を隠すことにより、ユーザーの金融取引のプライバシーと機密性を保護するのに役立ちます。 これは、商取引や慈善寄付など、ユーザーが他の人に送金または受け取りの金額を知られたくない状況では重要になる可能性があります。
ミンブルウィンブルプロトコル
Mimblewimbleと呼ばれるプライバシー強化テクノロジーは、ビットコイントランザクションをよりプライベートでスケーラブルにする方法として、2016年に最初に提案されました。 プロトコルの目的がトランザクションの追跡を困難にすることであることを考えると、ハリーポッターの本からの舌を結ぶ呪文にちなんで名付けられたことは賢明なようです。
前に説明した機密トランザクションの使用と、古いトランザクションデータをブロックチェーンから削除できるようにするカットスルーと呼ばれる方法は、ミンブルウィンブルが構築されている基本的な概念の2つです。 ブロックチェーンのサイズが縮小された結果として、スケーラビリティが向上します。
ミンブルウィンブルでCoinJoinを使用すると、トランザクションを集約して「盲検化」することができます。 つまり、多くのトランザクションが 1 つのトランザクションに統合されるため、特定のトランザクションを個々のユーザーにリンクすることが困難になります。 さらに、盲検化手順により、トランザクション金額を隠すプライベートトランザクションが可能になります。
オニオンルーティングとTorの統合
暗号通貨取引を含むインターネットデータは、「オニオンルーティング」として知られるプライバシー強化技術を使用して匿名化される場合があります。 ネットワークデータをソースまでさかのぼることを困難にするために、オニオンルーティングは基本的に複数のノード間でルーティングすることを含みます。
「オニオンルーティング」という用語は、オニオンと同様に、ネットワーク通信がさまざまなレベルを使用して暗号化される方法を指します。 トラフィックが各ノードを通過し、最終的に宛先に到達すると、各レイヤーは剥がされます。 これにより、通信を傍受した人がそのソース、ターゲット、またはコンテンツを特定することが困難になります。
Torネットワークを使用すると、一方向のオニオンルーティングが暗号通貨で使用できます。 オニオンルーティングとTorネットワーク(有名な匿名通信システム)を使用すると、ユーザーのIPアドレスとWebブラウジングアクティビティが隠される可能性があります。 ユーザーは、Torをウォレットまたはノードに接続することにより、IPアドレスを開示することなく、匿名でビットコインスペースでトランザクションを実行できます。
プライバシーとセキュリティを心配しているユーザーは、ビットコインウォレットやノードとのTorの統合が非常に役立つ場合があります。 たとえば、ユーザーをスヌーピング、検閲、またはハッキングの取り組みから保護するのに役立ちます。 それにもかかわらず、ビットコイントランザクションにTorを利用することは、ネットワークの輻輳やトランザクション時間の遅延の可能性など、特定の追加の危険を伴うことを強調しておく必要があります。 さらに、セキュリティ上の理由から、特定のビットコイン取引所またはサービスはTor通信を制限する場合があります。
ブロックチェーンにおけるプライバシー技術 - ゼロ知識証明
プライバシーとセキュリティを心配しているユーザーは、ビットコインウォレットやノードとのTorの統合が非常に役立つ場合があります。
プライバシー強化技術の紹介
目標とユースケース
プライバシー強化テクノロジー(PET)と呼ばれるツール、方法、および戦略のグループは、オンライン通信、金融取引、ID管理などのさまざまな状況で人々とそのデータのプライバシーを保護するために作成されます。 PETは、ユーザーが個人データをより細かく制御できるようにし、個人情報の盗難、監視、およびデータ侵害の可能性を減らすように設計されています。
PETの一般的な使用例は次のとおりです。
- 匿名性:オンラインでチャットや取引を行っている間、PETはユーザーの匿名性を維持し、監視、追跡、個人情報の盗難から保護するのに役立ちます。
- データセキュリティ:PETを使用して機密データを暗号化および保護することにより、違法アクセス、変更、および盗難から保護できます。
- ID管理:PETは、デジタルIDを管理および保護するために使用でき、個人データがそれを必要とする人とのみ共有されるようにし、詐欺や個人情報の盗難から保護します。
- 安全な通信:PETは、盗聴や傍受の影響を受けないプライベートで安全な通信チャネルを提供するために利用される場合があります。
階層化されたプライバシーアプローチ
消費者に高レベルのプライバシーとセキュリティを提供するために、プライバシー強化テクノロジー(PET)は、階層化されたプライバシー技術を採用することがよくあります。 「階層化された」プライバシーの背後にある目標は、さまざまなプライバシー強化方法とテクノロジーを組み合わせて、より完全で信頼性の高いプライバシーソリューションを提供することです。
たとえば、オンラインでチャットや金融取引を行う際に消費者に高レベルのプライバシーと匿名性を提供するために、階層化されたプライバシー戦略には、VPN、エンドツーエンド暗号化を備えたメッセージングアプリ、プライバシーに焦点を当てた暗号通貨の使用が含まれる場合があります。
階層化されたプライバシー戦略は、単一のPETが単独でユーザーのプライバシーを適切に保護できない場合に特に役立ちます。 ユーザーは、多数のPETを組み合わせることで、破ったりバイパスしたりするのがより困難な、より完全で強力なプライバシーソリューションを構築できます。
ゼロ知識証明(ZKP)
定義と歴史
ZKPは一種の暗号化プロトコルであり、ある当事者(証明者)が情報自体を開示することなく、特定の知識または情報を所有していることを別の当事者(検証者)に示すことができます。 言い換えれば、ZKPは、その知識が何であるかを実際に開示することなく、何かについての知識を実証する能力を誰かに提供します。
Shafi Goldwasser、Silvio Micali、Charles Rackoffによる1985年の研究であるThe Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systemsは、ZKPのアイデアを最初に提示しました。 それ以来、ZKPは現代の暗号化の重要なツールに発展し、安全な投票システム、暗号通貨トランザクション、デジタルID検証などのいくつかのアプリケーションで採用されています。 ZKPは、洗練された数学的アルゴリズムを使用して、検証可能で反駁できない証明を生成します。 本物の証拠と捏造された証拠の違いを区別することは計算上不可能であるという考えに基づいて、それらは計算的に区別できません。
暗号通貨の分野では、ZKPは最もよく知られている方法の1つで使用されます。 Zcashなどの一部の暗号通貨は、ZKPを使用して、消費者に高レベルのトランザクションプライバシーと匿名性を提供します。 ZKPを使用すると、ユーザーは、自分が誰であるか、または送信する金額を開示することなく、特定の数量のビットコインの所有権を示すことができます。
ZK-スナークとZK-スターク
近年最も注目され、応用されているゼロ知識証明の2つの形式は、ZK-SNARK(ゼロ知識簡潔な非インタラクティブな知識の議論)とZK-STARKS(ゼロ知識スケーラブルで透明な知識の議論)です。
ZK-SNARKはZKPのサブセットであり、証明者は詳細を明かすことなく、特定の知識に精通していることを示すことができます。 暗号通貨の分野では、Zcashコインなど、トランザクションのプライバシーと匿名性を提供するために採用されています。 暗号化されたテキストメッセージやデジタルID検証などの他のアプリケーションもZK-SNARKを利用しています。
逆に、ZK-STARKはZKPテクノロジーの最近の進歩です。 スケーラブルで透過的で効果的なゼロ知識証明を提供するため、ブロックチェーンなどの超並列システムでのアプリケーションに最適です。 ZK-STARKは、ZK-SNARKとは異なり、一部のシステムで弱点となる可能性のある信頼できるセットアップを必要としません。 一方、ZK-STARKは現在、ZK-SNARKよりも効率が低く、証明を生成するためにより多くの計算能力を必要とします。
ZK-STARKとZK-SNARKはどちらも暗号の分野で大きな用途があり、今後もプライベートで安全なシステムの構築に大きな影響を与え続けることが期待されています。
ブロックチェーンでのアプリケーション
ブロックチェーンテクノロジーには、特にプライバシーとスケーラビリティの分野で、ゼロ知識証明(ZKP)のいくつかの重要な用途があります。 ここにいくつかのイラストがあります:
プライベートトランザクション:ZKPは、プライベート暗号通貨トランザクションを可能にするために使用できるツールです。 たとえば、暗号通貨ZcashはZK-SNARKを利用して、転送金額や関係者の身元など、トランザクションに関する詳細を開示することなく、ユーザーがトランザクションを実行できるようにします。
プライバシーを保護するスマートコントラクト:プライバシー保護を備えたスマートコントラクトは、ZKPを介して可能にすることもできます。 その結果、スマートコントラクトは、直接関与している人以外の誰にも取引に関する情報を開示することなく実行することができます。
スケーラビリティ:ブロックチェーンのスケーラビリティは、ZKPの使用によって向上する可能性があります。 ZKPは、ブロックチェーンのサイズを縮小し、そこに保持する必要のあるデータの量を減らすことでスケーラビリティを強化するのに役立ちます。
真正性と識別の検証:ZKPは、それ以上の情報を開示することなく、データの信憑性を検証したり、個人の身元を確認したりするために使用できます。 これにより、ブロックチェーンベースのシステムのセキュリティを強化しながら、詐欺や違法アクセスを減らすことができます。
ZKPは、特にスケーラビリティとプライバシーの分野で、ブロックチェーンテクノロジー全体にさまざまな重要な用途を提供します。 ZKPは、ブロックチェーン業界が拡大および変化するにつれてより重要になり、プライベートで安全なブロックチェーンベースのシステムの作成に貢献すると予想されます。
その他のプライバシー強化技術
コインミキシング(コインジョイン、タンブルビットなど)
コインミキシングの目標は、暗号通貨取引のプライバシーと匿名性を高めることです。 コインミキシングの主なアイデアは、複数のトランザクションを1つにまとめることであり、資金の流れを追跡し、特定のトランザクションを個々のユーザーにリンクすることを困難にします。 コインミキシングテクノロジーには、CoinJoinやTumbleBitなど、さまざまな形があります。 CoinJoinを使用すると、複数のユーザーがトランザクションを1つのトランザクションにまとめることができるため、資金の元の送信者と受信者を特定することが困難になります。 TumbleBitは、匿名トランザクションを作成するために複数のサーバーを含むより複雑なミキシングプロセスを採用しています。
どちらにもさまざまな制限がありますが、CoinJoinとTumbleBitはどちらもビットコイン取引の機密性と匿名性を高めることができます。 たとえば、CoinJoinに必要なユーザー調整の量を取得するのは難しい場合があります。 一方、TumbleBitは、複雑さが大きく、複数のサーバーが必要なため、効果が低下する可能性があります。
機密取引
機密取引は、ビットコイン取引の機密性と機密性を高めることができる別の種類のプライバシー強化技術です。 機密トランザクションの基本的な前提は、トランザクションを認証できるようにしながらトランザクションの価値を隠すことです。 典型的なビットコイン取引の取引額は、ブロックチェーンに公開されています。 それにもかかわらず、機密トランザクションでは、準同型暗号化と呼ばれる暗号化方法を使用してトランザクション値をマスクします。 つまり、取引金額はまだ存在しますが、実際の金額を開示せずに正当なものとして検証できるように暗号化されています。 機密取引は、取引価値を隠すことにより、ユーザーの金融取引のプライバシーと機密性を保護するのに役立ちます。 これは、商取引や慈善寄付など、ユーザーが他の人に送金または受け取りの金額を知られたくない状況では重要になる可能性があります。
ミンブルウィンブルプロトコル
Mimblewimbleと呼ばれるプライバシー強化テクノロジーは、ビットコイントランザクションをよりプライベートでスケーラブルにする方法として、2016年に最初に提案されました。 プロトコルの目的がトランザクションの追跡を困難にすることであることを考えると、ハリーポッターの本からの舌を結ぶ呪文にちなんで名付けられたことは賢明なようです。
前に説明した機密トランザクションの使用と、古いトランザクションデータをブロックチェーンから削除できるようにするカットスルーと呼ばれる方法は、ミンブルウィンブルが構築されている基本的な概念の2つです。 ブロックチェーンのサイズが縮小された結果として、スケーラビリティが向上します。
ミンブルウィンブルでCoinJoinを使用すると、トランザクションを集約して「盲検化」することができます。 つまり、多くのトランザクションが 1 つのトランザクションに統合されるため、特定のトランザクションを個々のユーザーにリンクすることが困難になります。 さらに、盲検化手順により、トランザクション金額を隠すプライベートトランザクションが可能になります。
オニオンルーティングとTorの統合
暗号通貨取引を含むインターネットデータは、「オニオンルーティング」として知られるプライバシー強化技術を使用して匿名化される場合があります。 ネットワークデータをソースまでさかのぼることを困難にするために、オニオンルーティングは基本的に複数のノード間でルーティングすることを含みます。
「オニオンルーティング」という用語は、オニオンと同様に、ネットワーク通信がさまざまなレベルを使用して暗号化される方法を指します。 トラフィックが各ノードを通過し、最終的に宛先に到達すると、各レイヤーは剥がされます。 これにより、通信を傍受した人がそのソース、ターゲット、またはコンテンツを特定することが困難になります。
Torネットワークを使用すると、一方向のオニオンルーティングが暗号通貨で使用できます。 オニオンルーティングとTorネットワーク(有名な匿名通信システム)を使用すると、ユーザーのIPアドレスとWebブラウジングアクティビティが隠される可能性があります。 ユーザーは、Torをウォレットまたはノードに接続することにより、IPアドレスを開示することなく、匿名でビットコインスペースでトランザクションを実行できます。
プライバシーとセキュリティを心配しているユーザーは、ビットコインウォレットやノードとのTorの統合が非常に役立つ場合があります。 たとえば、ユーザーをスヌーピング、検閲、またはハッキングの取り組みから保護するのに役立ちます。 それにもかかわらず、ビットコイントランザクションにTorを利用することは、ネットワークの輻輳やトランザクション時間の遅延の可能性など、特定の追加の危険を伴うことを強調しておく必要があります。 さらに、セキュリティ上の理由から、特定のビットコイン取引所またはサービスはTor通信を制限する場合があります。