Chain Surveillance

Anna płaci za książkę bitcoinami. Korzysta z portfela, czyli aplikacji lub urządzenia do odbierania i wysyłania płatności. Po potwierdzeniu transakcji otwiera ją w eksploratorze blockchaina i przegląda w ten sposób publiczną historię potwierdzonych transakcji Bitcoin. Widzi, które wcześniejsze wyjścia wydał jej portfel i jakie nowe kwoty utworzył. Niewydane wyjście nazywa się UTXO: to kwota z warunkami jej późniejszego wydania. Wejścia transakcji wskazują wcześniejsze wyjścia, które ta transakcja wydaje. Część pieniędzy trafiła do sklepu, a reszta po odliczeniu opłaty wróciła do Anny jako reszta z płatności, po angielsku change. Publiczny zapis zwykle nie oznacza tych ról. Nie ma też obowiązkowego pola na nazwisko ani adres IP. Nie przypisuje również każdego wejściowego satoshi, najmniejszej jednostki bitcoina, do konkretnego wyjścia. Kolorowe strzałki w narzędziu analitycznym mogą więc przedstawiać jego własną regułę podziału wartości, a nie dodatkową informację potwierdzoną przez sieć. [1] [7] [8]

Portfel może połączyć kilka wcześniejszych wpływów, aby opłacić zakup. Analityk może wtedy uznać, że wszystkie wejścia kontroluje ten sam podmiot. Ta wskazówka nosi nazwę Common Input Ownership Heuristic; heurystyka jest użytecznym założeniem, nie pewnością. Oszacowanie, które wyjście jest change, może powiększyć grupę. Są jednak opisane kontrprzykłady: CoinJoin pozwala kilku uczestnikom stworzyć wspólną transakcję, a w Payjoin odbiorca może dołączyć własne wejście do płatności nadawcy. BIP 78 opisuje ten mechanizm wprost. Wspólna transakcja sama nie dowodzi wspólnego właściciela; uczestnicy nie muszą przy tym udostępniać sobie kluczy prywatnych. Klucz prywatny to tajna liczba służąca do tworzenia podpisu zezwalającego na wydanie bitcoinów. [2] [5] [7]

Przełomowe powiązanie może pochodzić spoza blockchaina. Sklep zna zamówienie Anny, giełda może przechowywać zapis wypłaty, a publiczna zbiórka opublikować adres odbiorczy. Analityk uzyskuje etykietę łączącą adres z usługą lub osobą. Trzeba jednak znać jej pochodzenie i okres, którego dotyczy. Grupa powiązanych adresów, czyli cluster, nie jest listą ludzi. Giełda może przechowywać pieniądze wielu klientów, a jedna osoba korzystać z kilku odrębnych grup. Nazwa giełdy przy adresie nie mówi więc, który klient płacił, do kogo środki należały ekonomicznie ani co kupiono. [2]

Anna zostawia w internecie nie tylko transakcję. Zakup może być powiązany z kontem lub cookie, niewielką informacją w przeglądarce pomagającą rozpoznać odwiedzającego. Steven Goldfeder i współautorzy pokazali w badaniu z 2017 roku, jak łączyć dane o zakupie z publiczną płatnością. Wskazówką bywa kwota, przedział czasu lub adres płatności. Tożsamość nie pojawiła się przez to w blockchainie: połączono dwa źródła danych. Historyczne badanie nie określa uniwersalnej skuteczności na dziś. Pokazuje jednak, że zapisane dane można czasem powiązać dopiero później. Nieznajomość nazwiska dziś nie musi chronić go na zawsze. [3]

Adres IP oznacza połączenie sieciowe, a adres Bitcoin pomaga określić, dokąd wysłać płatność. Obserwator może zarejestrować IP podczas połączenia lub rozgłaszania transakcji. To inne źródło informacji niż publiczna historia płatności. Węzeł to komputer uczestniczący w sieci Bitcoin. Przekazuje też cudze transakcje: pierwszy komputer, od którego obserwator ją otrzymał, nie musi być jej twórcą. Tor może pomóc ukryć bezpośrednie powiązanie sieciowe z użytkownikiem, lecz nie zmienia kwot ani relacji między już opublikowanymi UTXO. Aby ocenić wniosek, trzeba wiedzieć, co rzeczywiście zaobserwowano w sieci, a co wywnioskowano z transakcji. [6]

Wyobraźmy sobie, że narzędzie omyłkowo przypisuje adres sklepu Annie. Jeśli następnie scala całe grupy na podstawie dalszych powiązań, błąd może objąć wielu ludzi. Takie błędne scalanie grup nazywa się cluster collapse. Malte Möser i Arvind Narayanan badali sposoby ograniczania błędnego scalania, wskazując również ograniczenia danych użytych do weryfikacji. Jakości analizy nie opisuje więc jeden imponujący procent. Liczą się fałszywe i pominięte powiązania, zakres danych oraz badany okres. Bez kalibracji, czyli porównania ze znanymi przypadkami, wyniku narzędzia nie można przedstawiać jako prawdopodobieństwa, że wskazane nazwisko należy do właściwej osoby. [4]

Dla Anny oznacza to powód, by używać nowych adresów odbiorczych: innym trudniej łączyć jej płatności na podstawie powtarzania tego samego adresu. Późniejsze wspólne wydanie tych wpływów może jednak stworzyć kolejną wskazówkę. Payjoin osłabia założenie wspólnej kontroli wejść; nie usuwa publicznych transakcji ani zamówienia w sklepie. Własny węzeł ogranicza potrzebę pytania cudzego serwera o własne adresy, ale potwierdzone płatności pozostają publiczne. Każdy środek dotyczy innego powiązania. Zamiast obiecywać pełną anonimowość, warto pytać, czego o Annie może dowiedzieć się konkretny sklep, dostawca portfela lub niezależny obserwator. [1] [5] [6]

Dobra analiza pozwala prześledzić drogę od wniosku do dowodów. Wskazuje transakcję lub wyjście, pochodzenie etykiety, założenie i datę, dopuszczając inne wyjaśnienia. Bezpośrednia płatność różni się od powiązania przez wiele pośrednich transakcji. Możliwość podpisania nie musi też oznaczać ekonomicznej własności środków, na przykład przy przechowywaniu ich dla klientów. Ocena ryzyka lub odległość w grafie (mapie transakcji i powiązań między nimi) nie dowodzą zatem same tożsamości ani postępowania człowieka. Pytania te tworzą metodę weryfikacji wynikającą z ograniczeń opisanych w źródłach. Nowe dowody muszą pozwalać poprawić wniosek, zamiast przez powtarzanie zamieniać początkowy szacunek w rzekomą pewność. [2] [4]