Наскільки анонімний біткойн насправді?

Алісса Блекберн, науковець з даних з Університету Райса та Медичного коледжу Бейлора в Х’юстоні, провела кілька років, виконуючи цифрову детективну роботу зі своїм надійним лаборантом Hail Mary, блискучим чорним комп’ютером з помаранчевою обробкою. Вона збирала та аналізувала витоки біткойн-блокчейну, незмінного публічного реєстру, який реєстрував усі транзакції з моменту запуску криптовалюти в січні 2009 року.

Біткойн – це техноутопічна мрія. Сатоші Накамото, його псевдонім винахідник, запропонував, щоб світ керувався не централізованими фінансовими установами, а егалітарною математичною системою електронних грошей, що поширюється через комп’ютерну мережу. І система була б «недовіряючою», тобто вона не покладалася б на довірену сторону, як-от банк або уряд, для арбітражу операцій. Скоріше, як писав Сатоші Накамото в білій книзі 2008 року, система буде закріплена на «криптографічному доказі замість довіри». Або, як проголошують футболки: «In Code We Trust».

Практичні можливості виявилися складними. Турбулентності цін достатньо, щоб спровокувати зміни біткоіна, а система є екологічно руйнівною, оскільки обчислювальна мережа використовує непомірну кількість електроенергії.

Блекберн сказала, що її проект не залежить від плюсів і мінусів біткойна. Її метою було подолати анонімність, відстежити потік транзакцій з першого дня та вивчити, як виникла найбільша криптоекономіка світу.

Сатоші Накамото представив валюту як анонімну: для транзакцій з біткойнами (купівля, продаж, відправка, отримання тощо) користувачі використовують псевдоніми або адреси – буквено-цифрові маски, які приховують їх справжню особистість. І була очевидна впевненість в анонімності; У 2011 році WikiLeaks оголосив, що прийматиме пожертви через біткойн. Але з часом дослідження виявили витік даних; Зрештою, захист ідентичності не був таким водонепроникним.

«Крапля за краплею витік інформації руйнує колись непроникні блоки, створюючи новий ландшафт соціально-економічних даних», — повідомляють Блекберн та її співробітники у своїй новій роботі, яка ще не була опублікована в рецензованому журналі.

Об’єднавши численні витоки, Blackburn об’єднав багато біткойн-адрес, які, здавалося б, представляли багато майнерів, у декілька. Вона зібрала каталог агентів і прийшла до висновку, що за ці перші два роки 64 ключових гравця, деякі з яких були «засновниками» спільноти, як їх називали дослідники, видобули більшу частину біткойнів, які існували на той час.

«Те, що вони з’ясували, наскільки сконцентрованим був ранній видобуток та використання біткоїнів, – це наукове відкриття», – сказав Ерік Будіш, економіст Чиказького університету. Будіш, який проводив дослідження в цій сфері, отримав двогодинний попередній перегляд відео з авторами. Коли він зрозумів, що вони зробили, він подумав: «Вау, це крута детективна робота», — сказав він. Посилаючись на цих перших ключових гравців, Будіш запропонував назвати документ «The Bitcoin 64».

Комп’ютерний вчений Джарон Ланьє, перший читач статті, назвав розслідування «важливим і значущим» за його амбіціями та соціальними наслідками. «Батанка в мені цікавить математика», — сказав Ланьє, який живе в Берклі, штат Каліфорнія. «Методики, які використовуються для отримання інформації, цікаві».

Демонстрація витоку блокчейну, зазначив він, для когось буде здивованою, а для когось — ні. «Ця річ не герметично закрита», — сказав Ланьє. Він додав: «Я не думаю, що це кінець історії. Я думаю, що відбудуться подальші інновації, вилучення інформації з таких типів систем».

Однією з тактик Блекберна була проста наполегливість. «Я штовхала його, поки він не зламався», — сказала вона, згадуючи, як головний дослідник Ерез Ліберман Ейден, прикладний математик, вчений-комп’ютерник і генетик з Медичного коледжу Бейлора та Університету Райса, охарактеризував її метод.

Точніше, Блекберн розробляв хаки для періоду, який представляв особливий інтерес: від початку криптовалюти до того, як біткойн досяг паритету з доларом США в лютому 2011 року, що співпало зі створенням Шовкового шляху, чорного ринку на основі біткойнів. . Вона використовувала людські помилки, такі як невпевнена поведінка користувачів; вона використовувала оперативні функції, притаманні програмному забезпеченню біткойна; вона застосувала усталені методики зв’язування псевдонімних адрес; і вона розробила нові методики. Особливо Блекберна цікавили майнери, агенти, які перевіряють транзакції, беручи участь у складному обчислювальному турнірі — свого роду полювання на головоломки, вгадування та перевірка випадкових чисел щодо цілі, у пошуках щасливого числа. Коли майнер виграє, він отримує дохід від біткойнів.

Чи здається 64 малою чи великою кількістю ключових майнерів, залежить від близькості людини до криптоандертеу. Вчені ставлять під сумнів, чи є біткойн справді децентралізованою валютою. З точки зору Лібермана Ейдена, досліджуване населення було «навіть більш сконцентрованим, ніж здається». Хоча аналіз показав, що великих гравців за два роки було 64, у будь-який момент, згідно з моделюванням дослідників, ефективний розмір цієї популяції становив лише п’ять-шість. І в багатьох випадках лише одна або дві людини володіли більшою частиною влади в області видобутку.

Як описав Блекберн, було дуже мало людей, які «носили корону» і виконували функції арбітрів мережі – «що не є духом децентралізованої ненадійної крипто», – сказала вона.

Пошук скарбів у даних

Для Блекберна і Лібермана Ейдена дані про біткойн – приблизно 324 гігабайти, заархівовані в блокчейні – являли собою кеш спокуси. Лабораторія Лібермана Ейдена займається біологічною фізикою та широко прикладною математикою; одним з фокусів є тривимірне картування геному. Але як науковця його також заінтригує використання нових видів даних для дослідження складних явищ. У 2011 році він опублікував кількісний культурний аналіз із використанням понад 5 мільйонів оцифрованих книг з 1800 по 2000 рік разом із Google Books та співавторами. «Культуроміка», — назвав він це. Наприклад, команда представила Google Ngram Viewer, який дозволяє користувачам вводити слово чи фразу та спостерігати за їх використанням, накресленим протягом століть.

У тому ж дусі він поцікавився, які скарби можуть бути занурені в озеро даних біткойна. «У нас буквально є запис кожної окремої транзакції», — сказав він. «Це чудові економічні та соціологічні масиви даних. Зрозуміло, що там багато інформації, якщо ви можете її отримати».

Дістатися до цього виявилося нетривіальним. Блекберн був заборонений до кластеру суперкомп’ютерів університету — з її папкою з файлами під назвою «Bitcoin», її підозрювали у видобутку криптовалюти. «Я заперечувала», — сказала вона. Вона сказала, що намагалася переконати адміністратора, що вона проводить дослідження, але «вони були абсолютно незворушні».

Ключова тактика Блекберна полягала в тому, щоб простежити закономірності в графіках чисел, які теоретично мали бути випадковими і безглуздими. В одному випадку вона переслідувала «extranonce», одну частину головоломки майнінгу: коротке поле 0 і 1, заправлене в більш довгий рядок, який кодує кожен блок або пакет транзакцій. Екстранонс витік інформації про діяльність комп’ютера. Це змусило Блекберна реконструювати поведінку шахтарів: коли вони видобували, коли зупинялися і коли знову запускали. Вона припускає, що витікання екстранонсів було допустимо, оскільки це дозволило творцю біткойна стежити за майнерами; вихідний код був змінений, щоб закрити цей витік незадовго до того, як Сатоші Накамото зник із загальнодоступної біткойн-спільноти в грудні 2010 року.

Після того, як Блекберн застосувала різні опори, що дозволило їй зруйнувати захист, що маскує ідентичність, вона почала об’єднувати адреси, зв’язувати вузли на графіку, консолідуючи ефективну сукупність агентів майнінгу. Потім вона зробила перехресні посилання та підтвердила результати за допомогою інформації, отриманої з дискусійних форумів та блогів про біткойн. Спочатку каталог агентів, які видобули більшу частину біткойна, нараховував пару тисяч; потім він деякий час коливався біля 200. Зрештою, Hail Mary виплюнула 64. (Зрештою, мозок Hail Mary був включений у кластер комп’ютерів лабораторії Voltron.)

Метою дослідження було не назвати імена; це робота ФБР і Податкового управління США, щоб зловити біткойн-злочинців. Але дослідники встановили особи кількох провідних гравців, які були публічно відомими біткойн-злочинцями: агентом № 19 є Майкл Менсіл Браун, він же «доктор. Зло», якого визнали винним у шахрайстві та схемі вимагання у 2012 році за участю Мітта Ромні, тодішнього кандидата в президенти. Агент № 67 пов’язаний з Россом Ульбріхтом, він же «DreadPirateRoberts», творцем Шовкового шляху. Звичайно, агентом №1 є Сатоші Накамото, справжню особу якого дослідники не намагалися визначити.

Марк Герштейн, професор біоінформатики в Єльському університеті, виявив у дослідженні наслідки для конфіденційності даних. Нещодавно він зберіг геном у приватному блокчейні, що дозволило створити безпечний і захищений запис. Але він зазначив, що в публічних умовах, як і у випадку з блокчейном біткойна, розмір набору даних і тонкі закономірності робили його сприйнятливим до порушень, навіть якщо дані залишалися незмінними. (Блекберн не втручався в записи блокчейна біткойн.)

«Це дивовижна річ у великих даних», — сказав Герштейн. «Якщо у вас достатньо великий набір даних, інформація починає витікати несподіваними способами». Тим більше, коли дані з різних джерел пов’язані, він сказав: «Коли ви об’єднуєте один набір даних з іншим, щоб створити більший набір даних, можуть виникнути неочевидні зв’язки».

«Театр децентралізації»

Після того, як Блекберн зібрала каталог агентів, вона проаналізувала дохід, який вони отримали від видобутку. Вона виявила, що протягом кількох місяців після впровадження криптовалюти – і всупереч обіцянкам егалітаризму біткойна – виник класичний розподіл нерівності доходів: невелика частина майнерів володіла більшою частиною багатства та влади. (Дохід від видобутку продемонстрував те, що називається розподілом Парето, на честь Вільфредо Парето, економіста 19-го століття.)

Лабораторія ненавмисно відтворила цю динаміку, коли винайшли «CO2 coin», криптовалюту, яку можна було використовувати для покупки закусок у студентському магазині. Згодом деякі шахтарі CO2 стали більш успішними, ніж інші, і магазин підвищив ціни на закуски, які задовольняли смак багатих.

«Люди, у яких було багато криптовалютних ресурсів, мали дуже сильний контроль над тим, що придбає магазин, що інші люди не відчували добре», – згадував Ліберман Ейден. Економіка впала, тобто відбувся бунт, коли в магазині почали нараховувати CO2 для використання кавоварки.

У офіційному дослідженні Блекберн також зауважив, що концентрація ресурсів загрожує безпеці мережі, оскільки обчислювальні ресурси майнера прямо пропорційні його або її доходу від майнінгу. Кілька разів окремі майнери володіли більш ніж 50% обчислювальної потужності і, як наслідок, могли заволодіти, як тиран, використовуючи так звану «атаку 51%». Наприклад, вони могли обдурити систему і неодноразово витрачати одні й ті ж біткойни на різні транзакції.

Сара Мейкледжон, криптограф з Університетського коледжу Лондона, сказала, що висновки розслідування, припускаючи, що вони були безпомилковими, дають емпіричне підтвердження «інтуїції, яка витає в цьому просторі деякий час». (Meiklejohn розробив деякі методи зв’язування адреси, які використовувалися в розслідуванні, і нещодавно розробив техніку для відстеження типу потоку транзакцій, який називається ланцюжком видалення.)

«Ми всі знали, що майнінг був досить централізованим», — сказала вона. «Шахтерів не так багато. Звісно, ​​це справедливо й сьогодні, а на початку це було ще більше». Щодо того, що з цим робити, «нам дійсно потрібно розглянути це питання», — сказала вона. «Як зробити майнінг більш децентралізованим?» Вона подумала, що результати цього розслідування можуть спонукати сферу більш серйозно поставитися до цього питання.

Але щоб додати поворот, Блекберн виявив, що хоча деякі майнери мали можливість виконувати 51% атак, вони неодноразово воліли цього не робити. Скоріше, вони діяли альтруїстично – зберігаючи цілісність криптовалюти, навіть незважаючи на те, що механізм запобігання шахрайству на основі децентралізації був скомпрометований.

Розбираючи цей висновок, команда Блекберна звернулася до інструментів експериментальної економіки. Вони зібрали людей в Інтернеті, щоб взяти участь у сценаріях теорії ігор, які моделювали «соціальну дилему», з якою стикаються засновники, тобто те, як люди поводяться, коли опиняються в якості довірених осіб, які цінують товар.

«У подібних сценаріях виявляється, що людям не подобається вбивати золотого гусака – вони не…

Source link

Поділіться своєю любов'ю