ビットコインと以前に作成された匿名の電子マネーシステム

この出版物では、多くの人が耳にしたビットコインと、1980年代初期にデビッドチャウムが基礎を築いた以前に作成された電子マネーシステムとを比較します。 ほとんどの情報ソースのビットコインは、異常なものであると思われます。 これは単なる別の支払いシステムであり、PayPalやWebMoneyなどよりも優れているわけではなく、多くの点でその背後にあることも実証します。

暗号学者が理想的な電子決済システムに明確な要件を与える「ユニバーサル電子現金」という記事を基礎として取り上げます（この作業では、分散システムを作成するための条件は設定されていません）。

• 身体的条件からの独立。 お金は、コンピューターネットワークで使用できるように、情報フローのみを表す必要があります。
• 安全性 再利用、お金のコピーの可能性は排除されるべきです。
• プライバシー、追跡不可能性、匿名性。 ユーザーと購入した商品との関係を追跡する機能は除外する必要があります。
• オフライン支払い。 ネットワークが利用できない場合でも、ストアはユーザーからお金を受け取ることができるはずです。
• 銀行または類似の中央集中型サービスとの通信をバイパスして、他のユーザーに送金する機能。
• 銀行の直接参加なしに、特定の価値の請求書をより小さな部分に押しつぶして交換する可能性。

たとえば、紙幣、コイン、「現金」は安全です。法案を使用すると、それを失う、具体的な何かを失うという事実につながります。 請求書の作成（偽造）に伴う労力は、テクノロジーの複雑さのために高すぎます。 金貨を作成するには、金が必要です。 また、現金はユーザーのプライバシーを保護します。 そして匿名性。 店舗に請求書を発行するか、変更を受け取ると、私も店舗もこれらの請求書が誰の手に渡ったかを知りません。 彼らは私の購入品を紙幣とリンクできなくなりました。 銀行の参加なしに他の人に送金し、オフラインで支払いを行うことができます。

ビットコインの実装の詳細については説明しません。このトピックには膨大な量の資料があります。 各ユーザーには、非対称キーのペアであるウォレットがあります。 各トランザクションは、非対称キーで署名されたデータのセットであり、転送されるデータの量と場所を示します。 ユーザーからユーザー（ストアの場合もある）に送信されたトランザクションは、時間に関連するチェーンを形成します。 このチェーンは、誰にとっても単一のデータベースであり、誰もがお金が再利用されたかどうかを確認できます。 リソースを大量に消費する計算（作業の証明）を行うことによってのみ、この（または他の多くの）チェーンにトランザクション/データを追加できます。

Bitcoinの本質は、最も長いデータチェーンが常に使用されるという前提に基づいています。これは、最も多くのリソースを消費し、好意的で正直なユーザーが最も多くのリソースを消費するためです。 ビットコインに関するホワイトペーパーを開くと、明確に述べられていることがわかります。システムは、攻撃者が51％（半分以上）のコンピューティングリソースを使用するまで動作します。 この場合、彼は代替のトランザクションチェーンを作成して、たとえば、今日店が私の支払いを見て信頼できるようにし、明日は商品がすでに私に出荷されている可能性がありますが、明日は最長のチェーンになりません。 さらに、有効な信頼されたチェーンを作成する権利を持っている人は検閲を導入できます。特定のウォレットが表示されないようにします。 最低料金が支払われていない取引は含まれない場合があります。 これはすべてプロトコルによって禁止されているわけではありません。

コンピューティングリソースの半分以上を集中させた人は、システムを中央集中型に変えます。 彼は口座を取り消すことができます（取引が口座から現れるのを防ぎます）、彼は手数料を要求することができます-一般に、現代の銀行が非常に悪いことはすべてあります。

コンピューティングリソースがユーザー間で実際に非常に分散している場合、ビットコインのアイデアは機能します。 ただし、単純なCPUではマイニングを実行するのは無意味であり、GPUでさえオプションが少なくなっていることがわかっています。 巨大なマイニングデータセンターが構築されています。 つまり、より多くのコンピューティングパワーが小さなセンターに移行します。 ghash.ioネットワークはすでに51％のしきい値を超えています。

他の電子決済の実装では、ビットコインのSHA256ハッシュ関数がアルゴリズムに置き換えられます。これもメモリ集約型であり、安価なASICマイニングチップと高価ではあるが非効率なCPUとのギャップを減らします。 これはすべて、作業の証明という考え方を中心に同じように展開されるため、これはコンピューティングリソースの必然的な集中化の遅れにすぎません。 仕事の証明は、電子メールにスパムが出現してから長い間知られています。 そして何十年もの間、人々はこれがスパム（Bitcoinのコンテキストでの代替トランザクションチェーン）の出現を防ぐ手段ではなく、それを減らすためのツールに過ぎないことに気付いていたはずです。 スパムを除外することは完全に不可能です。エントリのしきい値、必要なリソースの量が非常に大きくなり、単なる人間がシステムを使用できなくなり、すべてが小さな巨大な強力なサービスプロバイダーに届きます。 お金の文脈では、彼らはよく発達した高価なインフラストラクチャを備えた最も普通の銀行と呼ぶことができます。 最も裕福な人々はお金を稼ぎます。

お金のセキュリティに関しては、数百万または数十億単位の従来のユニットでのトランザクションに関しては、Bitcoinトランザクションブロックの最も長いチェーンを誰も置き換えないという希望はありません。 誰もそのような危険を冒しません。 したがって、全体としての仕事の証明は、リスクがそれほどひどくない些細なこと（マイクロペイメント）になる場合を除いて、お金での仕事には適用されません。

したがって、現時点では、ビットコインは集中システムです。

お金または通常の銀行取引が安全な場合、これはビットコインの場合ではありません。チェーンは変更できます。 ウォレットに支払額が表示されない場合、多額で何かを販売した人々は明日、非常に失望します（公開鍵の取引は信頼されていない別のチェーンにあるため）。

匿名性が、そのようなユーザー（またはむしろそのような公開キー）がそのような家からのVasily Pupkinであると即座に言う能力を意味する場合、ビットコインは、銀行カードによって生成される銀行取引とは対照的に、このコンテキストでは匿名です。 ただし、購入の全履歴、つまりユーザーの現金移動の全履歴は、ブロックチェーンで永久に固定されます。 この購入は、かつてこれを購入した人によって行われていると言う些細な機会が常にあります。

多くのウォレットを持つことを禁止する人はいません。通常、ウォレットごとに1つか2つの取引を行いますが、外の世界に関係するお金、マテリアルの使用について話している場合、ユーザーはすでに自分に関する追加情報を提供することを強制されます。 確かに、何年もの間、取引で情報が漏洩しないことを保証できますが、外の世界と一度連絡を取りさえすれば、誰かがすでにあなたの非匿名化を知っており、この情報を以前の送金履歴全体に自動的に添付します。 あなたに関するデータの漏洩を防ぐために、実際にはビットコインの適用可能性をほぼ完全に制限しています。 店はあなたに商品を送らないかもしれません-どのように彼らに連絡してお金を返そうとしますか？ 商品の受け取り方法は？ 自分の匿名化によってのみ。 さらに、1回の取引で現金の匿名化が行われます（ストアでは、パンの購入で私から20ルーブルを受け取ったことがわかります）。一方、ビットコインでは、ストーリー全体が匿名化されます。

ビットコインでのオフライン支払いはできません。 さらに：トランザクションを確認するためには、最も長いチェーンのいくつかのブロックに表示される必要があるため（トランザクションの出現の事実はすぐに表示されますが）、それらを迅速に行うことさえできません。 ちょっとしたものにお金を払えば（サンドイッチがあります）、リスクを負うことができます。たとえ取引が有効であると判明しなくても、損失は大きくありません。 繰り返しますが、実際には、マイクロペイメントのみです。

	現金	銀行カード	ペイパル	ビットコイン	シュナイアーキャッシュ
分権化	いや	いや	いや	いや	いや
身体的自立	いや	いや	はい	はい	はい
安全性	はい	はい	はい	いや	はい
匿名性	はい	いや	いや	いや	はい
オフライン支払い	はい	はい	いや	いや	はい
ユーザーへの送金	はい	いや	いや	いや	いや
粉砕	いや	はい	はい	はい	いや

この表は、銀行カードがマイクロチップ化されており、銀行カードでオフライン支払いができることを意味しています。 PayPalは、単にキャッシュフローを何らかの方法で管理できるWebインターフェースを意味します。銀行のWebインターフェースでもあります。 schneiercashとは、Bruce Schneier の著書「Applied Cryptography」に記載されている匿名の電子通貨を作成する例を意味します。 この通貨は以下に記載されます。

シュナイアーキャッシュなどの匿名（実際、狭義ではなく、実際には適用できない生活、ビットコインのコンテキストではない）および安全な電子マネーの既製の開発は、80年代にすでに作成されました。 多くの暗号作成者は暗号通貨の問題に対処しましたが、分散ソリューションを思い付く人はいませんでした。 彼らは匿名、安全、オフラインなどを思いついた（ところで、かなり複雑な数学と実装がある）、誰もが仕事の証明を知っているが、中本Sだけが些細な工学知識を使用して分散暗号通貨を作ることができた（ソフトウェアエンジニアはゼロからの状態にある）タイムハッシュと仕事の証明で結び付けられたトランザクションチェーンのアイデアを得るには？） もちろん、これはできません。 メディアや一部の州でさえ、このシステムの開発を推奨し、サポートされることを勧めれば、誰かにとって有益であることが保証されます。 システムが正直で、匿名で、安全で、トリックなしで、分散型である場合、それについてのメディア広告に時間を費やすことは誰にとっても有益ではありません。 これは、ネットワークのコンピューティングリソースが同じデータセンターに集中する前からすでに明らかでした。

別の明らかな事実：彼らの正しい心の状態は匿名の通貨システムの開発を許可しません。 国家はその力を失わないためにすべてを行います。その力は軍隊と経済にかかっており、むしろ完全に経済とその支配にかかっています。 匿名システムは、トランザクションを制御したり、追跡したり、監視したりすることさえできません。 デビッド・チャウムは彼の業績を具体化する会社を作りましたが、それらはすべて押しつぶされて閉鎖されました。 破ることができないという良いアイデアを周りに団結する能力について、彼らは手にインターネットなどを持っている-これはすべてユートピアであり、それ以上はない。 国家がビットコインに対して何も持っていない場合、彼らはそれを制御することができます。つまり、それは匿名ではなく、検閲耐性ではありません。 たとえばロシアでビットコインが禁止されているという事実は、合理的です。なぜなら、なぜサードパーティの非友好国のスポンサーを許可するのでしょうか？

現在、ビットコインには、PayPalなどの同じオンライン支払いシステムに比べていくつかの利点があります。 銀行の官僚制度、拘束力のあるカード、口座、それらの維持に大騒ぎしません。 つまり、インターフェイスの観点からより便利な代替手段と見なすことができます。

シュナイアーキャッシュ

電子マネーのシステムを段階的に作成する方法を見てみましょう。

発射物への最初のアプローチは簡単です。公開鍵が誰にも知られている銀行があります。 ユーザーにはアカウントがあります。 店舗で購入する前に、ユーザーは銀行に特定の金額を要求します。 銀行は、口座にそのような金額があるかどうかを確認し、それを差し引き、秘密鍵でこの金額の値に署名します。この確認です。 技術的には、実際には「100.56」と署名付きの単なるテキストファイルになります。 このファイル/チェックはユーザーに送信されます。 ユーザーはこの署名された小切手をストアに送信します。 ストアは、銀行の公開鍵を使用して、署名またはチェックが有効であることを確認し、商品をリリースします。 店はいつでもこの小切手を銀行に送ることができ、署名を確認すると、店の現金口座の価値が上がります。

もちろん、ここでの主な問題は、チェック/ファイルをコピーして再利用できることです。 この問題を解決するには、各小切手に一意の識別子を追加し、使用済み小切手の識別子を銀行データベースに保存します。 セキュリティを確保します。

ただし、小切手に署名した時点で銀行はその識別子を確認し、それを覚えてユーザーに関連付けることができます。 つまり、匿名性はありません。 デイビッド・チャウムは、いわゆるブラインド署名を発明することでこの問題を解決しました。 RSA非対称暗号化アルゴリズムでは、署名する前にデータにマスキング機能を適用できます。 この関数の特徴は、データがマスク解除された後でも、署名が依然として有効であることです。 これはトレーシングペーパーの封筒と比較できます。その中に小切手を入れ（マスキング操作）、封筒自体に署名を残し（内容は表示されません）、封筒から小切手を削除（マスク解除）すると、有効な署名が得られます。

もちろん、銀行は完全に不明なものに署名しません。 したがって、銀行から署名付きのマスクされた小切手を受け取るために、たとえば、100ドルの金額で 次のことを行います。

• 「100」を削除するためのリクエストを1,000個作成します。各リクエストには、固有の識別子である乱数があります。 各リクエストをマスクします（封筒に入れます）。 そして、すべてを銀行に送ります。
• 銀行は999の偽装リクエストをランダムに選択し、それらのマスク解除値を提供するように依頼します。 この情報を提供すると、銀行はこれらのリクエストのマスクを解除し、封筒を開きます。
• 銀行は、すべての999の要求で絶対に同じ番号が示され、小切手の識別子が異なると確信しています。 このお金がアカウントにあるかどうかを確認します。 残りのマスクされた唯一のリクエストに署名し、それを送信します。
• リクエストのマスクを解除し、誰もまだ見ていない有効な署名済みチェック識別子を取得します。
• さらに、この小切手は以前と同様にストアに送信され、銀行は署名を検証し、データベースに識別子を入力して（そのような小切手が一度も使用されていないことを確認するため）、ストアのアカウントを増やします。

この場合、銀行はマスクが封筒に署名したため、その識別子がどこにも表示されなかったため、店が私たちから正確に小切手を受け取ったことを知りません。 私たちのケースでは、1000人が銀行を欺く機会が1つあります。1つの封筒を選択しないことを願うためです。 銀行がこの可能性を恐れている場合、少なくとも100万の封筒を提供するように要求できます。このリスクを取ることができます。 いずれにせよ、クライアントがチートを試みているのが見られる場合、彼は迎えられません。

有効な匿名性を取得します。 銀行はそれをだまそうとする試みの事実を検出することができます：ユーザーが小切手を2回送ったか、店のどちらかです。 銀行は誰がこれを行おうとしたのかわかりませんが、処罰する必要があります。 どちらが原因かを判断するために、プロトコルを複雑にします。店舗がユーザーからの小切手を受け入れ、銀行の署名を確認したら、小切手にランダムな行を残すようにユーザーに求めました。 ランダムな行を含むこの小切手は銀行に送信され、銀行で小切手IDとともにデータベースに保存されます。 店/売り手はこの行を置き換えることができないと想定されています（たとえば、素材の世界から類推すると、これは正方形にカットされた紙で、穴を開けることができます-戻すことはできません）。 データベースで小切手識別子の利用可能性をチェックするとき、銀行は保存されたランダムな行も調べます：小切手を二重に使用しようとするときに一致する場合、ストアは非難し、異なる場合は買い手が非難します。

ユーザーが非難する場合、彼はまだ銀行に匿名のままです。 小切手を二重に使用しようとしたときに匿名化できるが、通常の正直な場合ではない場合、チップタイプの銀行カードで発生するように、これによりオフラインでの支払いが可能になります：ユーザーがレジを欺いて、その事実を利用した場合彼は銀行との関係を持っていなかったので、とにかく銀行はレジのトランザクションログからそれが誰であるかを見つけ、ユーザーは罰せられます。 すぐに「配置」する必要はありません。

これは、秘密の分割やビットコミットメントなどの暗号化技術を使用して実行できます。 現在のプロトコルをさらに複雑にし続けています。

• 各チェックに、署名を要求する前に、N行の識別行を追加します。 識別文字列は、名前、口座番号、居住地です。一般に、銀行に必要な匿名化情報です。 識別のN行はそれぞれ2つの部分に分割されているため、これらと2つの部分のみを組み合わせることで、オリジナルを取得できます。 たとえば、40バイト長の識別文字列があります。 同じ長さのランダムな文字列（ノイズ）を生成し、この文字列と識別文字列にXORを適用します。 出力では、ランダムな行も取得します。 これは、 1回限りの暗号ブロックに似ており、これら2つの半分（ランダムな文字列とXOR後の結果）だけが元のものを取得できることが証明されています。
• 識別線の各半分は、異なる対称キーを使用してユーザーによって暗号化されます。
• その結果、1000の偽装された封筒が銀行に送信されます。ここでは、金額と小切手IDに加えて、暗号化された識別ラインのN組が含まれています。
• 銀行は、999個の封筒のマスクを解除した後、すべての識別行の半分ごとに復号化キーを提供するようにユーザーに要求し、それらがすべて等しく、銀行が必要とするすべての情報（少なくともある種のユーザーID）が含まれていることを確認します。 同時に、銀行はユーザーが本当に正しく暗号化されており、これらすべての行が半分になっていることを自動的に確信しています。
• 銀行は残りの封筒に署名し、それをユーザーに渡し、その人はそれをマスク解除し、売り手に送ります。 銀行の署名が無効になるため、ユーザーは識別行を置換できなくなります。
• 銀行の署名をチェックし、ランダムな文字列を記録した後、売り手は各行の右側または左側にN個の復号化キーを（ランダムに）提供するように依頼します。
• ユーザーは復号化キーを提供し、売り手は小切手とともにそれらを銀行に送信します。銀行は小切手識別子とユーザーから書き込まれたランダムな文字列とともにそれらを保存します。

復号化キーは、識別子の各行の一部の1つのみが公開され、銀行は元のキーを取得できません。 ただし、チェックが再利用される場合、売り手は各行のどの部分を明らかにするかをランダムに選択するため、行のいずれかの復号化キーが不足している半分に対して要求される確率は最大です。 少なくとも1行の暗号化解除された半分（Nが十分に大きい）は既に銀行のデータベースにあり、再利用時に2番目の行も復号化され、それらを結合（XOR）して元の識別行を取得できます。 銀行は、特定のユーザーがチェックを2回使用しようとしたかどうかを確認します。

この匿名で安全な、オフラインで作業し、誰が銀行を膨張させようとしたかを特定する機能により、プロトコルはすでに非常に複雑です。 しかし、それでもお金を分割することはできません（小切手はアトミックであり、銀行に口座を補充するためのリクエストを行い、必要な低額の2つの別々の小切手をリクエストする必要があります）、銀行との通信をバイパスしてユーザーに直接転送します（つまり、ユーザーは売り手としての役割を果たさなければなりません）アカウントを補充する必要があります）。 これらの残りの問題を解決するはるかに複雑な実装があります...未解決の分散化問題を除きます。