Что такое протоколы конфиденциальности в Bitcoin (CoinJoin, CoinSwap) и как они работают?

• Bitcoin регистрирует все транзакции публично в бухгалтерской книге.

• Протоколы конфиденциальности направлены на усложнение отслеживания платежей.

• CoinJoin объединяет несколько транзакций для запутывания отправителей и получателей.

• CoinSwap обменивает биткоины между пользователями, чтобы разорвать видимые связи.

• Некоторые протоколы еще не внедрены широко.

Содержание

• 1. Почему Bitcoin не является полностью анонимным? Конфиденциальность в криптовалютах
• 2. Что такое протокол конфиденциальности в Bitcoin?
• 3. CoinJoin: самый известный протокол конфиденциальности в Bitcoin
• 4. CoinSwap: теория и отличия от CoinJoin
• 5. PayJoin (P2EP): повышенная конфиденциальность и неотличимые транзакции
• 6. Недавние достижения и дополнительные подходы к конфиденциальности в Bitcoin

Прозрачность Bitcoin, которая обеспечивает децентрализованную проверку всех транзакций, также создает значительную проблему: раскрытие движений пользователей. Хотя адреса являются псевдонимными, шаблоны использования и инструменты анализа позволяют восстановить часть истории транзакций.

Чтобы решить эту проблему, были разработаны протоколы конфиденциальности, такие как CoinJoin и CoinSwap, которые вводят механизмы для усложнения трассировки и защиты конфиденциальности платежей, предоставляя пользователям больший контроль над информацией, которую они раскрывают при работе в бухгалтерской сети.

В традиционных финансовых системах эта информация обычно находится в руках посредников; в Bitcoin, хотя не раскрываются прямые личности, такие как имена или личные данные, информация о транзакциях регистрируется публично и неизменно в блокчейне.

Bitcoin, по замыслу, не обеспечивает полного анонимата, а лишь псевдонимность. Каждый пользователь работает через публичные адреса, производные от криптографических ключей, которые функционируют как идентификаторы в сети, но не раскрывают напрямую, кто является владельцем.

Эта разница важна: в то время как анонимность подразумевает невозможность связать транзакцию с человеком, псевдонимность позволяет, при определённых условиях, отслеживать и связывать адреса между собой.

В самом Bitcoin White Paper Сатоши Накамото указывает, что «необходимость публичного объявления всех транзакций исключает традиционный метод приватности, но приватность всё ещё может сохраняться при сохранении анонимных публичных ключей», так что общественность может видеть, что сумма A отправляется B без информации, связывающей эту транзакцию с конкретным человеком — аналогично тому, как биржи показывают суммы и время без раскрытия участников.

Публичная природа Bitcoin

Основная причина, по которой Bitcoin не гарантирует полного анонимитета, заключается в публичной природе блокчейна. Каждая транзакция видна для всех узлов и обозревателей блоков; кроме того, записи о входах и выходах хранятся постоянно.

Эта прозрачность является фундаментальной для обеспечения консенсуса о правде в децентрализованной сети, где участники не обязательно доверяют друг другу. Также это означает, что возможно анализировать паттерны расходов и группировать адреса, принадлежащие одному пользователю, особенно если адреса повторно используются или совмещаются с внешней информацией.

Эта точка приводит нас к одному из наиболее важных рисков: связывание адресов с реальными личностями. Форензические анализы блокчейна, вместе с данными, полученными из регулируемых бирж (которые применяют KYC) или публичной информации в социальных сетях, позволяют связывать транзакции и адреса с конкретными лицами или организациями.

После установления этой связи вся история транзакций по адресу становится доступной, что исключает любые иллюзии анонимности.

В целом, Bitcoin — это псевдоним и прозрачность, не анонимный. Это означает, что хотя личности не раскрываются напрямую, паттерны использования и корреляция с внешней информацией могут раскрыть, кто стоит за каждым адресом, с значительными рисками для конфиденциальности и fungibility биткоинов.

Понимание этих ограничений является фундаментальным перед исследованием протоколов, направленных на улучшение приватности в сети.

2 Что такое протокол приватности в Bitcoin?

Поскольку Bitcoin не был создан для обеспечения полного анонимитета, появились различные протоколы и техники приватности с целью сократить прослеживаемость транзакций без изменения правил консенсуса сети. Эти механизмы стремятся ограничить возможность третьих лиц анализировать блокчейн и связывать адреса между собой, тем самым сохраняя больший уровень приватности для пользователей.

Техники приватности в Bitcoin

Конфиденциальность в Bitcoin не является абсолютным понятием, а представляет собой спектр, который во многом зависит от типа противника, перед которым нужно защититься. Недостаточно использовать инструменты смешивания или протоколы приватности, если не поддерживать хороший уровень цифровой гигиены, например избегать повторного использования адресов, защищать приватные ключи и ограничивать раскрытие информации в сторонних сервисах.

В общих чертах, техники приватности в Bitcoin можно классифицировать по уровням транзакции, сети и использования адресов. В этом контексте наиболее известные протоколы — такие как CoinJoin — работают на уровне транзакций, в то время как другие предложения направлены на улучшение приватности без изменения видимой структуры операций.

Эти решения считаются необходимыми не только для защиты отдельных пользователей, но и для сохранения ф fungibilidad биткойна, предотвращая дискриминацию определённых монет в зависимости от их предыдущей истории.

Здесь важно подчеркнуть, что приватность любит компанию: эффективность этих инструментов зависит от контекста и объёма пользователей. Если используется малоиспользуемый протокол, он скорее может выделить пользователя и облегчить его идентификацию, чем защитить. Поэтому крайне важно выбирать инструменты, позволяющие слиться с массой, повышая таким образом конфиденциальность транзакций.

1. Миксеры или tumblers

Один из первых подходов к улучшению приватности — это миксеры или tumblers, сервисы, которые принимают биткойны от нескольких пользователей, смешивают их и затем возвращают разные средства на исходные адреса.

Хотя этот метод может разорвать прямую связь между отправителем и получателем, он вводит основную проблему: доверие третьему лицу. Оператор миксера может регистрировать чувствительную информацию, цензурировать транзакции или даже присваивать себе средства, создавая едиственную точку отказа: если третий участник выйдет из строя или будет действовать злонамеренно, пользователи могут потерять свои биткойны вместе с ним.

Этот риск контрагента противоречит принципу минимизации доверия, лежащему в основе Биткойна, и объясняет, почему централизованные миксеры подвергались критике как с технической, так и с регуляторной стороны.

Миксеры биткойнов объединяют и перераспределяют средства нескольких пользователей, усложняя прямой отслеживание транзакций в блокчейне. Источник: изображение, сгенерированное ИИ. (Chatgpt).

2. CoinJoin

В отличие от этого, CoinJoin предлагает иной подход: вместо доверия посреднику, несколько пользователей координируют создание единой совместной транзакции, в которой трудно определить, какая входная часть соответствует какой выходной. Все правила Биткойна остаются неизменными, и средства не хранятся у третьих лиц.

Эта модель значительно снижает некоторые векторы анализа, хотя полностью не исключает возможность отслеживания, особенно при использовании продвинутых heurистик. Но мы подробнее остановимся на этой технике чуть позже.

3. Более новые методы

Кроме CoinJoin существуют другие методологии, направленные на снижение трассируемости, такие как CoinSwap, PayJoin или более новые схемы, сосредоточенные на использовании адресов и схем платежей. Эти предложения нацелены на решение некоторых ограничений, выявленных в CoinJoin, например, снижение обнаруживаемости транзакций или избегание шаблонов, легко распознаваемых инструментами анализа.

Хотя многие из этих техник всё ещё находятся на разных стадиях внедрения, они отражают растущее согласие в техническом сообществе: приватность в Bitcoin не является автоматической и требует дополнительных инструментов для усиления.

3 CoinJoin: самый известный протокол приватности в Bitcoin

CoinJoin — это протокол смешивания транзакций, который позволяет нескольким пользователям объединять свои выходы (inputs) в одну транзакцию с несколькими входами и выходами, без возможности точно определить, какой выход принадлежит какому входу. На практике это разрывает прямую ассоциацию между отправителями и получателями, делая традиционную трассируемость значительно сложнее без централизованной точки доверия.

Концептуально каждый участник подписывает свою часть совместной транзакции без публичного раскрытия, кому принадлежит каждая часть; затем вся транзакция передаётся в сеть. Хотя входы и выходы остаются видимыми, связь между ними не прослеживается, что повышает уровень приватности по сравнению со стандартной транзакцией.

Приведём следующий пример: представьте, что несколько человек кладут банкноты на стол и тщательно их перемешивают, прежде чем каждый возьмёт такую же сумму, какую положил изначально, но уже перемешанную с деньгами других. Наблюдатель, видящий банкноты до и после перемешивания, не сможет определить, какая банкнота кому принадлежит после перемешивания, хотя всё ещё остаётся легитимными деньгами.

Это эквивалентно CoinJoin: несколько входов объединяются в одну транзакцию, а затем перераспределяются так, что точно определить, какая выходная часть принадлежит какому входу, невозможно, что значительно усложняет отслеживание средств.

Графическое представление транзакции CoinJoin. Источник: Medium

История и мотивация протокола

Концепция CoinJoin была впервые предложена в 2013 году разработчиком и криптографом Грегори Maxwell, с целью предоставить метод самостоятельного хранения для повышения конфиденциальности в Bitcoin без обращения к централизованным сервисам, которые удерживают средства пользователей.

Хотя предыдущие технологии уже исследовали способы маскировки транзакций в Bitcoin, CoinJoin был одним из первых, кто формализовал идею совместной транзакции в блокчейне, используя нативные особенности Bitcoin. Это предложение вызвало интерес в техническом сообществе и привело к нескольким реализациям на протяжении лет.

Разработчик Грегори Maxwell был тем, кто предложил идею CoinJoin. Источник: Medium

Примеры реализаций

На протяжении развития инструментов Bitcoin возникло несколько реализаций CoinJoin с разными архитектурами и подходами для балансировки конфиденциальности, удобства использования и устойчивости к атакам. Однако, операционный статус этих решений изменился за последние годы, главным образом из-за регуляторных давлениях и решений их разработчиков. Наиболее заметные включают:

Wasabi Wallet (протокол WabiSabi)

Wasabi — это кошелек, ориентированный на конфиденциальность, который автоматизировал на протяжении лет процесс CoinJoin через центрального координатора, ответственного за организацию смешивания средств нескольких пользователей. Его наиболее продвинутая реализация использовала протокол WabiSabi, который позволил CoinJoin с произвольными суммами, превосходя ограничения предыдущих схем, основанных на фиксированных номиналах.

Тем не менее, в июне 2024 года компания-разработчик zkSNACKs объявила о прекращении своего официального координатора CoinJoin, поэтому в 2025 году, Wasabi больше не предоставляет CoinJoin как публичную встроенную услугу, хотя программное обеспечение остается доступным и может подключаться к альтернативным координаторам, управляемым третьими сторонами или сообществом.

JoinMarket

JoinMarket работает как децентрализованный рынок CoinJoin, где пользователи могут выступать в роли makers (предлагая ликвидность для смешивания) или как takers (инициируя транзакции). Makers получают комиссию за содействие в проведении CoinJoin, что стимулирует постоянное участие и снижает зависимость от единой точки отказа.

В отличие от других реализаций, JoinMarket продолжает функционировать в 2025 году, благодаря своей более распределенной архитектуре, и остается одним из активных ориентиров для CoinJoin без централизованного координатора.

Whirlpool (Samourai Wallet)

Samourai Wallet предложил Whirlpool, реализацию CoinJoin на основе пулов смешивания, разработанную для предотвращения создания легко идентифицируемых выходов — известных как toxic change — и усиления приватности после смешивания.

Однако в 2024 году разработчики Samourai Wallet столкнулись с судебными исками в США, что привело к закрытию публичных сервисов, связанных с Whirlpool. В результате Whirlpool перестал функционировать как публичная реализация CoinJoin, хотя и остается важной исторической вехой в развитии техник смешивания в Bitcoin.

Ограничения и критика CoinJoin

Несмотря на преимущества для приватности, CoinJoin не является идеальным или безошибочным решением, и его использование имеет ряд ограничений:

Не гарантирует абсолютную анонимность

Приватность, которую обеспечивает CoinJoin, зависит от количества участников в смешивании. Если набор участников мал или у них повторяющиеся шаблоны, судебные аналитики все еще могут применять эвристики для выведения возможных связей между входами и выходами.

Требует достаточного количества участников

Для эффективности CoinJoin должно быть значительное число участников, готовых присоединиться к транзакции. Если ликвидность низкая, раунды могут затянуться или быть менее эффективными с точки зрения анонимности.

Нагрузка комиссиями и сложность

Поскольку транзакции CoinJoin обычно содержат несколько входов и выходов, комиссии за майнинг, как правило, выше, чем в стандартных транзакциях, и пользователи должны учитывать этот фактор при участии.

Регуляторные восприятия и отказ в централизованных сервисах

Некоторые платформы обмена и финансовые сервисы могут ограничивать или помечать транзакции CoinJoin, считая их связанными с противоправной деятельностью, хотя сама техника не подразумевает преступление. Это может повлиять на флуктуацию ликвидности смешанных средств.

4 CoinSwap: теория и отличия от CoinJoin

Пока CoinJoin представляет собой одну из наиболее известных техник смешивания для повышения приватности в Bitcoin, CoinSwap выступает как альтернативное и концептуально иное предложение. Хотя обе направлены на усложнение для внешних наблюдателей точного связывания входов и выходов в блокчейне, их механизмы и влияние на граф транзакций принципиально различны.

Что такое CoinSwap и как он ломает граф транзакций?

CoinSwap — это техника, которая также была теоретически предложена Грегом Максвеллом в 2013 году, хотя именно другие разработчики, такие как Крис Бельчер, занимались её реализацией. CoinSwap позволяет двум или более пользователям обмениваться своими монетами без наличия наблюдаемой связи между исходными и конечными адресами в блокчейне.

Вместо создания одной совместной транзакции с несколькими входами и выходами (как в CoinJoin), CoinSwap заставляет каждого участника отправлять свои средства в серию, казалось бы, обычных транзакций, которые, на самом деле, ведут себя как обмен монетами между собой.

Эффект заключается в том, что граф транзакций — где аналитические инструменты предполагают, что выход происходит из конкретного входа — ломается или, по крайней мере, становится гораздо сложнее для восстановления.

Алиса и Боб отправляют свои биткоины на промежуточные адреса, и эти средства возвращаются смешанными. Источник: River.com

Основная идея состоит в том, что две стороны (например, Алиса и Боб) отправляют свои биткоины на промежуточные адреса, и эти средства возвращаются смешанными, так что никто, анализирующий цепочку, не может определить, какие биткоины изначально принадлежат кому. На практике обмен может требовать несколько транзакций и криптографических механизмов, таких как HTLC или PTLC (используемые для открытия каналов Lightning Network), чтобы обеспечить завершение обмена или его безопасное возврат.

Интересным результатом этой техники является то, что транзакции, входящие в неё, можно воспринимать как обычные платежи, что делает их менее заметными и, следовательно, сложнее для дискриминации службами, которые обычно блокируют или маркируют транзакции, связанные с смешиванием.

Мотивация за CoinSwap заключается в том, чтобы выйти за пределы того, что может предложить CoinJoin в плане наблюдаемой приватности. В то время как в CoinJoin несколько входов и выходов объединяются в одну транзакцию, создавая неоднозначность в графе транзакций, многие CoinJoin по-прежнему остаются идентифицируемыми в цепочке — то есть, признается, что эта транзакция была CoinJoin — и некоторые сервисы даже начали маркировать или отклонять их по причинам соблюдения требований.

С CoinSwap транзакции могут быть спроектированы так, чтобы выглядеть как обычные транзакции Bitcoin, устраняя поверхностные эвристики, которые аналитики или посредники могут использовать для их обнаружения. Это означает, что не только пользователи CoinSwap получают повышенную приватность, но и все транзакции, совпадающие по шаблону, косвенно выигрывают, поскольку любая транзакция может, по сути, быть замаскированным CoinSwap.

Кроме того, в отличие от CoinJoin — который требует, чтобы все участвующие стороны сотрудничали в одной транзакции — CoinSwap не требует одинаковых сумм и явной координации, видимой в блокчейне, что устраняет значительное ограничение многих схем смешивания. Теоретически это позволит обеспечить более надежную приватность даже при наличии участников с разными количествами биткоинов.

Текущее состояние разработки и внедрения

Хотя исходная концепция датируется 2013 годом и с тех пор обсуждается в технических кругах, практическая разработка CoinSwap все еще считается экспериментальной и не широко внедрена в клиенты для повседневного использования.

Между 2020 и 2022 годами несколько разработчиков, возглавляемых Крисом Белчером, опубликовали дизайн и первые эксперименты в testnet, которые показали, как могут выглядеть транзакции CoinSwap и как они выполняются, подтверждая, что они могут выглядеть как обычные транзакции, при этом обмениваясь средствами вне традиционного графа цепочки.

Ранее также обсуждались предложения по более формальной реализации CoinSwap в программном обеспечении Bitcoin, и некоторые репозитории с открытым исходным кодом исследовали ранние реализации, хотя ни одна еще не достигла широкого использования или нативной поддержки в основных кошельках.

В этом смысле это остается проектом в разработке и подлежит дальнейшим исследованиям, скорее являясь прототипом стандарта, чем рабочим инструментом.

В чем причина этого?

Принятие CoinSwap было медленным, не столько из-за технических барьеров, сколько по человеческим и экономическим причинам. Конфиденциальность в Bitcoin по-прежнему остается нишей: разработка протоколов, таких как CoinSwap, требует времени, координации и ресурсов, и обычно не приносит прямых финансовых стимулов.

Это ограничивает интерес разработчиков и инвесторов, задерживая их внедрение в стандартный поток транзакций сети, несмотря на то, что необходимые криптографические инструменты уже существуют и являются жизнеспособными.

5 PayJoin (P2EP): улучшенная конфиденциальность и неотличимые транзакции

В рамках набора методов, предназначенных для повышения приватности в Bitcoin, PayJoin — также известный как Pay-to-EndPoint (P2EP) — представляет собой иной подход по сравнению с традиционными схемами смешивания.

Вместо группировки нескольких участников с явно выраженной целью скрыть транзакции, PayJoin вводит неоднозначность прямо в обычную платежную транзакцию, делая её отличимой от типичного платежа без видимых признаков смешивания.

Что такое PayJoin?

PayJoin — это tехника создания транзакций, в которой как плательщик, так и получатель вносят входы (inputs) в одну и ту же транзакцию. В отличие от стандартной транзакции — где только отправитель добавляет входы, а получатель получает только выходы — в PayJoin получатель добавляет один из своих собственных UTXO в качестве дополнительного входа, изменяя окончательную структуру транзакции.

Результатом является допустимая по правилам Bitcoin транзакция, которая нарушает несколько распространенных эвристик анализа, таких как предположение, что все входы принадлежат одной и той же сущности.

Эта техника была формализована в BIP78, который определяет протокол, посредством которого плательщик и получатель координируют создание транзакции, не позволяя третьим лицам легко отличить её от обычного платежа.

Почему она может быть менее заметной, чем CoinJoin?

Одним из главных преимуществ, приписываемых PayJoin, по сравнению с CoinJoin, является то, что она не создает явно идентифицируемую транзакцию как смешивание. В то время как CoinJoin обычно генерирует транзакции с несколькими входами и выходами схожих значений — что позволяет наблюдателям определить, что это совместная транзакция — PayJoin поддерживает структуру, близкую к обычному платежу, с одним основным выходом к получателю.

При включении входных данных получателя, PayJoin ломает фундаментальные эвристики анализа on-chain, такие как common input ownership heuristic, не вводя очевидных шаблонов, которые могут быть отфильтрованы или помечены службами соблюдения требований. Это привело к тому, что некоторые разработчики считают его формой «приватности по умолчанию», поскольку транзакция PayJoin, по сути, неотличима от обычного платежа.

Также, в отличие от CoinJoin, PayJoin не зависит от большого количества участников и раундов координации, что снижает как сложность, так и риск автоматических блокировок или отказов со стороны посредников.

Сценарии использования: платежи между совместимыми сторонами

Использование PayJoin ограничено платежами между сторонами, которые явно поддерживают протокол, поскольку требует предварительной коммуникации между плательщиком и получателем для совместного построения транзакции. По этой причине наиболее распространённые случаи использования сосредоточены в средах, где обе стороны используют совместимое программное обеспечение.

Одним из ярких примеров является BTCPay Server, платформа с открытым исходным кодом для платежей в Bitcoin, реализующая PayJoin для продавцов, позволяющая бизнесам получать платежи с повышенной приватностью без существенных изменений в пользовательском опыте.

Также некоторые кошельки, ориентированные на приватность, исследовали или интегрировали поддержку PayJoin, хотя его внедрение остаётся ограниченным по сравнению с CoinJoin, главным образом из-за необходимости двусторонней совместимости и отсутствия широкой поддержки в популярных кошельках.

6 Недавние достижения и дополнительные подходы к приватности в Bitcoin

Помимо протоколов таких как CoinJoin, CoinSwap или PayJoin, экосистема Bitcoin внедрила — или исследует — дополнительные улучшения, укрепляющие приватность на различных уровнях системы, не превращая её в абсолютную или обязательную характеристику.

Silent Payments (BIP-352) и улучшения на уровне адресов

«Тихие платежи» (или Silent Payments), предложенные в BIP-352, вводят механизм, при котором получатель может опубликовать один статический адрес и при этом получать платежи на уникальные неиспользуемые адреса, без необходимости предварительного взаимодействия или внешних серверов. Это значительно снижает возможность связывания нескольких платежей с одной и той же личностью on-chain, уменьшая одну из классических проблем повторного использования адресов.

Taproot и Schnorr: добавленная приватность на уровне протокола

Активация Taproot (BIP-341) и подписей Schnorr (BIP-340) не внедрила явную приватность, но позволила, чтобы сложные транзакции (мультиподписи, условные скрипты) в большинстве случаев выглядели идентичными простым транзакциям в блокчейне.

Эта «приватность через агрегирование» уменьшает раскрываемую информацию о внутренних условиях расходования, повышая общий уровень анонимности.

Технические методы сети: Tor и Dandelion

Приватность в Bitcoin не зависит только от блокчейна. На сетевом уровне использование Tor позволяет скрыть IP-адрес, с которого передается транзакция, снижая риск связывания активности on-chain с физическим местоположением.

Со своей стороны, Dandelion и Dandelion++ — это предложения, направленные на маскировку происхождения транзакций во время их первоначального распространения, усложняя идентификацию исходного узла наблюдателями сети.

Lightning Network: меньший след on-chain, новые компромиссы

Хотя Lightning Network не является протоколом приватности в строгом смысле, он имеет важные последствия. Перемещая платежи вне основной цепи, он уменьшает on-chain след и прямую экспозицию отдельных транзакций. Однако он вводит новые области анализа, такие как наблюдение за каналами, балансами и маршрутизацией, что создает trade-offs приватности, отличные от базового слоя.

Контраст: криптовалюты, ориентированные на приватность

Для контекста этих достижений часто упоминается Monero как технический контраст. В отличие от Bitcoin, Monero по умолчанию включает приватность с помощью ring подписей, stealth адресов и конфиденциальных транзакций, что исключает публичную трассируемость, но вводит издержки на проверяемость, аудит и соблюдение нормативных требований. Этот контраст показывает, как Bitcoin исторически делал выбор в пользу постепенных улучшений и opt-in, а не обязательной анонимности.

Теги: Bitcoin (BTC) Приватность и Анонимность