[[alloc] init] lanza propuesta de Bitcoin blindado para transacciones privadas de Bitcoin

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Shielded Bitcoin, una propuesta de [[alloc] init], permitiría transacciones de Bitcoin con una fuerte privacidad.

Shielded Bitcoin es una propuesta presentada por los investigadores de [[alloc] init] Clara Shikhelman, Misha Komarov y Aleksei Moskvin para un novedoso metaprotocolo de privacidad en la capa base de Bitcoin que permita transacciones de Bitcoin blindadas sin requerir operadores, bifurcaciones suaves u otros cambios en el consenso de Bitcoin. Puedes encontrar el whitepaper aquí y el anuncio del blog aquí. 

El protocolo define una estructura transaccional y un protocolo de indexación para transacciones con fuerte preservación de la privacidad, mientras depende de los PIPEs de Bitcoin para anclar fondos dentro y fuera del sistema. Más sobre el mecanismo de PIPEs al final del artículo. 

Su diseño es en gran medida un espejo del de Bitcoin; hay un equivalente a un UTXO (una nota), las transacciones consumen notas como entradas al igual que una transacción regular de Bitcoin, un testigo demuestra que las entradas consumidas están debidamente autorizadas, los nodos (indexadores en el caso de un metaprotocolo) analizan el historial de transacciones y construyen un estado actual de qué monedas están gastadas y no gastadas, etc. 

Sin embargo, todos los detalles son bastante diferentes. 

Una transacción de Shielded Bitcoin es simplemente un blob de datos con un prefijo (algo como “shbtc:”) incluido en una transacción de Bitcoin usando OP_RETURN, el campo de testigo, o algún otro método de transporte de datos. No tiene significado para Bitcoin, la red de Bitcoin no hace nada para verificarla ni impone ninguna regla en su contra. Es perfectamente posible que transacciones inválidas de Shielded Bitcoin terminen en la cadena, y es el trabajo de un Indexador de Shielded Bitcoin, que observa pasivamente la blockchain (léase: nodo), ignorar esas transacciones cuando fallan la validación y negarse a aplicarlas para actualizar el estado de los saldos de la red. 

Un indexador no elimina notas de un conjunto de notas no gastadas como Bitcoin hace con los UTXOs. Utiliza un conjunto de anuladores. Esta es una forma para que un usuario publique públicamente una prueba cifrada y un anulador de que una nota ha sido gastada sin revelar qué nota ha sido gastada. La idea es que, en lugar de ver si una nota está en el “conjunto de notas no gastadas”, verificas si un anulador ya ha sido utilizado. Los indexadores construyen un árbol de Merkle que crece para siempre y al que solo se le pueden añadir elementos, de cada salida de nota creada, y luego el conjunto de anuladores. 

Para usar este protocolo, todo lo que necesitas es un nodo de Bitcoin y un indexador de Shielded Bitcoin. No hay necesidad de un proveedor de servicios, coordinador, ni ningún estado fuera de la cadena para recuperar fondos. Funciona igual que Bitcoin en cadena, todo lo que necesitas es tu nodo/indexador y tus claves. 

Cada billetera de usuario deriva una clave secreta maestra, a partir de la cual se crea cada otro conjunto de claves involucradas.

Piensa en esto de manera muy similar a una billetera HD en Bitcoin. Puedes generar muchos conjuntos de direcciones con esta relación. Skspend es tu clave privada, la sknf se usa para anular salidas de notas, la vkin se usa para descifrar y ver notas entrantes, la vkout para ver tus transacciones salientes, y la sk_view se usa para generar una dirección de recepción. 

Cuando un usuario quiere dar una dirección a alguien para que le envíe fondos, genera un valor diversificador d similar a un valor de derivación, y luego multiplica el valor contra su clave skview. Esa clave pública resultante, pkd y d son la dirección del usuario. 

El remitente luego genera un valor aleatorio, el rseed, que es necesario para el cifrado de la salida de la nota, así como para anular (llegaremos a eso en un segundo). Las salidas de transacción contienen solo tres cosas cifradas: el valor de la salida, el valor d que el receptor le dio al remitente, y el valor rseed del remitente. El remitente usa un par de claves efímeras secretas y la clave pública del receptor para crear un secreto compartido. Ambas partes pueden generar el mismo secreto multiplicando su clave privada por la clave pública del otro. La salida de la nota se cifra usando este secreto compartido, y la sk_eph efímera se incluye sin cifrar para que el receptor pueda generar el secreto compartido. 

En el lado de las entradas del panorama, se necesitan dos cosas para tener una transacción válida: un anulador público para las salidas de notas consumidas, y una prueba de conocimiento cero que demuestre que 1) la salida de la nota está incluida en el árbol de Merkle de notas, 2) la transacción está autorizada por la clave sk_spend apropiada, 3) el anulador está correctamente derivado, y 4) no ha ocurrido inflación. 

Si observa en la imagen anterior, el nullifier utiliza la clave sknf, el valor ρ derivado de rseed y la posición de la nota en el árbol de Merkle de las salidas de notas. La prueba de conocimiento cero garantiza todo esto, por lo que simplemente puede contar los nullifiers para detectar repeticiones en lugar de eliminar las notas gastadas. Aunque nunca sepa a qué salida de nota corresponde un nullifier, las pruebas de conocimiento cero en cada transacción garantizan que cada nullifier agregado al conjunto provino de una salida de nota válida. Siempre que no haya repeticiones, proporciona la misma garantía contra el doble gasto. 

Así que ahí está: el protocolo le permite esencialmente incrustar transacciones de metaprotocolo cifradas en la cadena de bloques de Bitcoin, pero aun así proporciona una garantía de que nada se está gastando dos veces y de que las monedas no se están inflando de la nada. 

En realidad, este es un sistema muy bien diseñado en términos de propiedades de privacidad, y está a la par con algo como los pools blindados de Zcash. Hay consideraciones de privacidad que se deben tener en cuenta al momento de entrar y salir del metaprotocolo, y estas se detallarán en una próxima publicación de un artículo. No hay ninguna preocupación por medir la privacidad o por remezclas periódicas como ocurre con los coinjoins. 

Entonces, el peg. La intención es construir un peg utilizando PIPEs v2, un esquema de cifrado testigo. Los PIPEs le permiten cifrar una clave privada con un programa/mecanismo que no divulgará la clave a menos que pueda proporcionar una prueba de conocimiento cero de que se ha cumplido una determinada condición (es decir, el estado de algún UTXO, que una transacción ha sido confirmada, etc.). Esto permitiría que un peg funcione sin un operador, federación o cualquier tercero que custodie fondos. 

Esto no requiere softforks ni cambios de protocolo en Bitcoin, y ocurre completamente fuera de la cadena. 

El plan con Shielded Bitcoin, y la siguiente parte de su trabajo, es un mecanismo de vinculación que permita a los usuarios depositar fondos en Shielded Bitcoin utilizando claves controladas criptográficamente por PIPEs, que luego se “desbloquearían” al generar una prueba de conocimiento cero de transacciones legítimas de salida del peg confirmadas en la cadena. 

Actualmente se está trabajando en el artículo que define este aspecto del sistema, y debería publicarse en un futuro cercano.

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