[[alloc] init] เผยแพร่ข้อเสนอ Shielded Bitcoin เพื่อการทำธุรกรรมบิตคอยน์แบบเป็นส่วนตัว

Shielded Bitcoin คืออะไร

Shielded Bitcoin เป็นข้อเสนอ metaprotocol เพื่อความเป็นส่วนตัวบนชั้นฐานของบิตคอยน์ ริเริ่มโดยนักวิจัยของ [[alloc] init] ได้แก่ Clara Shikhelman, Misha Komarov และ Aleksei Moskvin ซึ่งเปิดให้ทำธุรกรรมแบบ "ปิดบัง" (shielded transactions) โดยไม่ต้องมีผู้ดำเนินการ (operator) ไม่ต้องทำ soft fork และไม่ต้องแก้ไขฉันทามติของบิตคอยน์แต่อย่างใด รายละเอียดเผยแพร่ผ่าน whitepaper และบล็อกประกาศของทีมงาน

ทำไมข้อเสนอนี้จึงสำคัญ

ธุรกรรมบิตคอยน์บนเชนเป็นแบบเปิดเผยสาธารณะ ทุกคนสามารถติดตามยอดโอนและที่อยู่ได้ Shielded Bitcoin ต้องการแก้ปัญหานี้โดยฝังข้อมูลธุรกรรมเข้ารหัสลับไว้ในธุรกรรมบิตคอยน์ปกติ ผ่าน OP_RETURN, ฟิลด์ witness หรือวิธีฝังข้อมูลอื่น ๆ โดยใช้คำนำหน้าข้อมูลคล้าย "shbtc:" เครือข่ายบิตคอยน์ไม่ต้องตรวจสอบหรือบังคับกฎใด ๆ กับข้อมูลเหล่านี้เลย

ระบบทำงานอย่างไร

โครงสร้างออกแบบให้คล้ายบิตคอยน์แทบทุกส่วน:

• Note แทน UTXO — ธุรกรรมใช้ notes เป็นอินพุตเหมือนธุรกรรมบิตคอยน์ปกติ
• Indexer แทนโหนดตรวจสอบ — indexer ที่ติดตามบล็อกเชนแบบพาสซีฟจะกรองธุรกรรมที่ไม่ถูกต้องทิ้ง และไม่นำไปอัปเดตยอดคงเหลือ
• Nullifier set แทนการลบ UTXO — ผู้ใช้เผยแพร่ proof เข้ารหัสและ nullifier เพื่อยืนยันว่า note ถูกใช้ไปแล้ว โดยไม่เปิดเผยว่าเป็น note ไหน หากไม่มี nullifier ซ้ำ ก็รับประกันการใช้จ่ายซ้ำ (double-spend) ไม่ได้เหมือนกัน
• Zero-knowledge proof — พิสูจน์ 4 ข้อ: note อยู่ใน merkle tree, ธุรกรรมได้รับอนุญาตจาก sk_spend key ที่ถูกต้อง, nullifier คำนวณถูกต้อง และไม่มีการเพิ่มเหรียญจากอากาศ (inflation)

ด้านกุญแจ ผู้ใช้จะสร้าง master secret key หนึ่งตัว แล้วแตกกุญแจย่อยออกมาคล้าย HD wallet: sk_spend (กุญแจส่วนตัว), sk_nf (ใช้ nullify), vk_in/vk_out (ใช้ดูธุรกรรมเข้า-ออก) และ sk_view (สร้างที่อยู่รับเงิน) ผู้รับสร้างที่อยู่จาก diversifier value d คูณกับ sk_view ได้ pk_d ส่วนผู้ส่งสร้าง r_seed แบบสุ่มเพื่อเข้ารหัส note — ซึ่งมีเพียง 3 อย่างที่ถูกเข้ารหัส คือ มูลค่า, ค่า d และ r_seed

ต้องมีอะไรบ้างเพื่อใช้งาน

เพียงแค่ Bitcoin node หนึ่งตัวและ Shielded Bitcoin indexer ไม่ต้องพึ่งผู้ให้บริการ coordinator หรือสถานะ off-chain ใด ๆ ในการกู้คืนเงิน เหมือนบิตคอยน์บนเชนที่ต้องมีแค่โหนดและกุญแจของตัวเองเท่านั้น

การเชื่อมเข้า-ออกระบบ (Peg) จะเป็นอย่างไร

ทีมวางแผนใช้ PIPEs v2 ซึ่งเป็นเทคนิค witness encryption — เข้ารหัสกุญแจส่วนตัวไว้กับโปรแกรมที่จะเปิดเผยกุญแจก็ต่อเมื่อมี ZK-proof ยืนยันว่าเงื่อนไขบางอย่างเป็นจริง (เช่น สถานะของ UTXO หรือธุรกรรมได้รับการยืนยันแล้ว) วิธีนี้ทำให้ peg ทำงานได้โดยไม่ต้องมี operator, federation หรือผู้ดูแลเงินที่สาม ทั้งหมดเกิดขึ้น off-chain โดยสมบูรณ์ ผู้ใช้ฝากเงินเข้าระบบผ่านกุญแจที่ควบคุมด้วย PIPEs แล้วปลดล็อกด้วย ZK-proof ของธุรกรรม peg out ที่ยืนยันบนเชน

ในแง่คุณสมบัติด้านความเป็นส่วนตัว ทีมงานระบุว่าระบบนี้อยู่ในระดับเดียวกับ shielded pools ของ Zcash และไม่ต้องกังวลเรื่องการวัดความเป็นส่วนตัวหรือการ remix เป็นรอบ ๆ เหมือน coinjoin ข้อควรพิจารณาคือช่วงเข้าและออกจาก metaprotocol ซึ่งจะอธิบายละเอียดในงานวิจัยฉบับถัดไปที่กำลังจะเผยแพร่

บทความนี้แปลและเรียบเรียงจากรายงานของ Shinobi บน Bitcoin Magazine