DigiCash

Wyobraź sobie, że Anna chce kupić artykuł w internecie. Płatność kartą tworzy zapis łączący jej rachunek, sprzedawcę i kwotę. David Chaum pytał, czy każda cyfrowa płatność rzeczywiście wymaga takiego powiązania. Nie wystarczało mu ukrycie danych w zabezpieczonej bazie. Chciał, aby bank nie miał bezpośredniego kryptograficznego sposobu dopasowania wydanej monety cyfrowej do jej wypłaty. DigiCash była firmą wdrażającą jego badania, a eCash nazwą technologii płatniczej. Żadna z tych nazw nie oznaczała sieci bez banków. [1] [6]

Weźmy prosty przykład z jednym dolarem. Anna loguje się do rachunku bankowego i zamawia cyfrową gotówkę. Portfel, czyli program na jej komputerze do przygotowywania i przechowywania cyfrowych monet, przygotowuje unikalny numer monety i matematycznie go maskuje. Bank odejmuje z rachunku jednego dolara i podpisuje przekształcone dane. Zna więc klientkę i wartość wypłaty, ale nie pierwotny numer, po którym później rozpozna monetę. Pieniądze nie powstają za darmo: emisji cyfrowej monety towarzyszy odjęcie odpowiedniej kwoty z rachunku. [5] [7]

Procedura nazywa się blind signature, czyli ślepy podpis. Pomaga wyobrażenie kartki w nieprzezroczystej kopercie, przez którą można odcisnąć sprawdzalną pieczęć. W praktyce chodzi o starannie zaprojektowaną operację matematyczną, nie o papier. Podpis cyfrowy nie jest obrazem odręcznej sygnatury. Program oblicza go za pomocą klucza prywatnego, który bank zachowuje w tajemnicy. Odpowiadający mu klucz publiczny pozwala innym sprawdzić podpis. Po podpisaniu portfel Anny usuwa maskowanie, a podpis pozostaje ważny dla oryginalnej monety. Później można sprawdzić, że rzeczywiście podpisał ją bank emitujący. Maskowanie nie pozwala jednak Annie zmienić monety dolarowej w dowolnie większą kwotę. Sednem pomysłu jest połączenie możliwości weryfikacji z ukrytym numerem seryjnym. [2] [5] [6]

Anna wysyła monetę sprzedawcy, a on przedstawia ją bankowi emitującemu. W trybie online bank sprawdza podpis oraz to, czy ten sam numer pojawił się już przy wcześniejszej płatności. Jeśli wszystko się zgadza, przyjmuje monetę i uznaje rachunek sprzedawcy odpowiednią kwotą. Sprzedawca nie musi wierzyć Annie na słowo, że wysłała ważne pieniądze. Przy realizacji bank widzi monetę i odbiorcę, ale sam ślepy podpis nie zdradza, z której wypłaty pochodzi konkretna moneta. To dokładniejsze wyjaśnienie niż stwierdzenie, że bank nie widzi niczego. [5] [7]

Dane cyfrowe można kopiować. Anna mogłaby więc wysłać tę samą monetę dwóm sprzedawcom. To double spend, czyli podwójne wydanie. Tutaj zapobiega mu bankowa baza zrealizowanych numerów: ponowne użycie numeru zostaje odrzucone. Nie sprawdzają tego publiczny łańcuch bloków ani górnicy. Chaum, Amos Fiat i Moni Naor badali również schematy offline, w których ponowne wydanie mogło ujawnić sprawcę po fakcie. To inny mechanizm niż natychmiastowa kontrola online. Nie można ich mieszać i obiecywać identycznych gwarancji przy każdej płatności bez połączenia. [5] [7]

Chaum przedstawił ślepe podpisy w badaniach z 1982 roku, a w 1990 roku założył DigiCash w Amsterdamie. Wczesne próby internetowe korzystały z CyberBucks, jednostek eksperymentalnych, nie ze zwykłych dolarów bankowych. 23 października 1995 roku DigiCash i amerykański Mark Twain Bank ogłosiły uruchomienie usługi elektronicznej gotówki w dolarach. To istotna różnica: nie chodziło już tylko o test programu, lecz o wypłatę wartości z prawdziwego rachunku. Samo ogłoszenie usługi nie dowodzi jednak, że ten sposób płacenia przyjął się wśród szerokiej publiczności. [1] [3] [7]

Rachunek Anny nadal może być prowadzony na jej nazwisko. Bank zna jej wypłaty i kwoty, a sprzedawca może znać adres dostawy lub konto klienta. Porównanie czasu i kwot też może dostarczyć wskazówek. Ślepy podpis chroni konkretne powiązanie wewnątrz systemu płatniczego, nie wszystkie ślady zakupu. Znaczenie ma także komputer przygotowujący monetę: złośliwy program może zniweczyć prywatność jeszcze przed zapłatą. Technologia ma ograniczać zbędne łączenie zapisów, a nie gwarantować całkowitą niewidzialność. [6] [7]

Cyfrowa moneta reprezentuje tu wartość uznawaną przez konkretnego emitenta. Jeśli bank lub usługa przestanie działać, sama kryptografia nie zagwarantuje, że sprzedawca przyjmie pieniądze albo że uda się je wymienić z powrotem. Liczą się też warunki usługi i zachowanie portfela. Nawet odzyskania utraconych danych nie należy zakładać automatycznie: ogłoszenie z 1995 roku przedstawiało odzyskiwanie za pomocą tajnej wartości początkowej zwanej seed jako plan na przyszłe wersje. Ten historyczny zamiar nie jest tym samym co dzisiejsza standardowa kopia zapasowa portfela Bitcoin. Prywatność, dostępność i możliwość wyegzekwowania należności pieniężnej to osobne kwestie. [7]

W listopadzie 1998 roku WIRED podał, że DigiCash wystąpiła w USA o ochronę na podstawie Chapter 11, procedury upadłościowej umożliwiającej reorganizację. Reportaż opisywał długi i trudności z osiągnięciem dostatecznej popularności usługi. Nie jest to dowód na złamanie ślepych podpisów. Poprawny matematycznie projekt nie wystarczy do sukcesu technologii: potrzebne są też banki gotowe ją obsługiwać, sprzedawcy i klienci chętni z niej korzystać. Warto jednak odróżnić takie ogólne wyjaśnienie od twierdzenia, że znamy jedną dokładną przyczynę upadku całej firmy. [4]

Bitcoin zajął się później inną częścią tego samego problemu: przekazywaniem cyfrowej wartości bez banku emitującego monety i prowadzącego rozstrzygający rejestr wydanych jednostek. Węzły to komputery z programem, który sprawdza transakcje według wspólnych reguł. Transakcje łączy się w powiązane ze sobą bloki. Proof of Work to praca obliczeniowa potrzebna do tworzenia tych bloków; sprawia ona, że przepisanie zapisanej historii jest kosztowne. Płatności trafiają jednak do publicznej historii, więc usunięcie emitenta nie zapewnia automatycznie takiej prywatności jak ślepe podpisy. DigiCash to zatem nie tylko nieudany Bitcoin. Pokazuje, że prywatność i niezależność od instytucji są odrębnymi celami i według obu należy oceniać system płatniczy. [5] [8]