ライトニング・ネットワークのプライバシー問題：未来を探る上での課題

出典: Bing Ventures

ビットコインの台頭は世界規模の金融の変化を巻き起こし、個人のプライバシーとセキュリティに関する重要な懸念をもたらしました。このBing Venturesの調査では、ビットコインのプライバシーの保護と課題について、独立した視点からの洞察を提供します。現在のプライバシーの課題と関連する解決策を探り、ビットコインのプライバシー保護が将来どこに向かうかを見ていきます。

ビットコイン・ライトニング・ネットワークは、ビットコイン・ブロックチェーンの上に構築された第2層のソリューションで、オフチェーン決済チャネルを通じてより高速で安価な取引を可能にするように設計されています。ライトニング・ネットワークはスケーラビリティと効率性の点で利点がある一方で、プライバシーに関する懸念も生じている。今後、ライトニング・ネットワークのプライバシー保護メカニズムの開発は、ユーザーエクスペリエンス、セキュリティ、プライバシー保護のバランスに引き続き焦点が当てられると考えている。プライバシー保護を強化するために、他のレイヤー2ネットワークとの統合や、ゼロ知識証明などのセキュリティ強化も、ユーザーの匿名性とプライバシー保護をさらに向上させるために検討することができます。

ルーティングプライバシー

まず、ライトニングネットワークにおけるルーティングプライバシーは重要な問題です。ライトニングネットワークを使用する場合、参加者が取引を行うために決済チャネルを確立する必要があります。これらのチャネルを見つけ、確立するプロセスは、参加者とその仲間に関する情報を明らかにすることで、プライバシーを損なう可能性がある。ルーティングプライバシーの問題は、主にルーターノードがライトニングネットワーク内の取引経路を観察する能力に関連している。参加者が支払い要求を開始すると、ネットワーク内のルーターノードは、チャネルの可用性やコストなどの要因に基づいて、最適なルーティングパスを選択する必要がある。しかし、これらのノードはトランザクションの送信者、受信者、および中間ノードのID情報を観察する能力を持っているため、参加者間のトランザクション関係が明らかになる可能性があります。

例として、アリスがボブにビットコインの支払いを送りたいが、両者の間に直接の支払いチャネルがないとする。このトランザクションを完了するために、アリスの支払いリクエストは、ボブに到達するまで一連の中間ノードを経由する可能性があります。その過程で、中間ノードは支払いリクエストのパスを観察することができ、アリスとボブの間の接続を知ることができ、彼らのトランザクション関係を明らかにすることができます。

この問題に対処するため、ライトニング・ネットワークにおけるルーティング・プライバシーを保護するスキームがいくつか提案されています。その1つが、トランザクションのルーティングと参加者の身元を隠すためのゼロ知識証明（ZKP）技術の使用です。ゼロ知識証明は、参加者があるステートメントに関する特定の情報を明かすことなく、そのステートメントが真であることを証明することを可能にする。ゼロ知識証明を適用することで、参加者はルートの詳細を明らかにすることなく、有効な支払いルートがあることを証明できるため、ルーティングのプライバシーが保護されます。

さらに、ライトニング・ネットワークはマルチパス・ペイメントのアプローチを使用して、ルーティング・プライバシーを強化することもできます。マルチパス決済では、1つの決済を複数の異なるチャネルに分割して送信できるため、参加者間の関係が曖昧になり、追跡が困難になります。複数のチャネルを使用することで、ルーターノードは特定の支払いがどの経路を通って送信されたかを正確に判断することができず、プライバシー保護が強化されます。

Source: LN Capital

Trading Privacy

Lightning Networkでの取引のプライバシーも気になるところです。ライトニングネットワークの取引はビットコインのブロックチェーン上に明示されませんが、支払いチャネルの開閉はブロックチェーン上に痕跡を残します。ブロックチェーン上のこれらのトランザクションは、参加者とその活動に関する一定レベルの情報を提供することができる。この問題を解決するために、CoinJoinテクノロジーが誕生した。

CoinJoinテクノロジーは、ビットコイン取引のプライバシーを改善するために設計された革新的なソリューションです。これは、複数のトランザクションを1つのトランザクションに統合することによって、トランザクションのインプットとアウトプットを難読化し、トランザクションの複雑さを増し、外部のオブザーバーがトランザクションの送信者と受信者を特定することを困難にします。具体的には、CoinJoin 技術は複数のビットコインユーザーからの取引を単一のバッチ取引にマージする。これにより、どの入力がどの出力に対応するかを正確に追跡することが不可能になり、ユーザーの取引のプライバシーが保護される。

CoinJoinの技術は時間とともに進化してきた。現在、Wasabi WalletやJoinMarketなど、CoinJoinを実装したビットコインウォレットや取引所が多数あります。これらのプラットフォームでは、ユーザーがCoinJoin取引に参加することができ、取引のプライバシーが向上します。しかし、CoinJoin技術はいくつかの課題に直面している。その一つは、取引のマージが遅延につながる可能性があることである。マージするのに十分な参加者を待つ必要があるため、取引の確認には比較的長い時間がかかる。さらに、CoinJoinのトランザクションのサイズも制限される可能性がある。CoinJoin 技術は取引の複雑性を高めることができるが、取引の真の送り手と受け手を明らかにするた めに、他の手段で取引分析を行うことは可能かもしれない。したがって、CoinJoin技術は、より高いレベルの取引プライバシー保護を提供するために、他のプライバシー強化技術と組み合わせる必要がある。

ネットワーク分析

ライトニングネットワークのネットワーク分析も潜在的なプライバシー問題です。ライトニングネットワークのトランザクションはオフチェーンで発生し、ビットコインのブロックチェーンに直接記録されないため、ネットワーク分析を行うことは難しくなります。しかし、適切な監視と分析技術があれば、トランザクションに関する情報を収集し、ライトニングネットワークの活動を特定のユーザーと関連付ける可能性があることは注目に値する。

これを理解するには、ライトニングネットワークの基本を理解する必要があります。ライトニング・ネットワークは、決済チャネルとホッピング決済を利用して、高速で低コストの取引を可能にします。参加者はライトニング・ネットワークで複数の決済チャネルを作成し、これらのチャネルを通じて取引を行うことができる。トランザクションはビットコインのブロックチェーンに直接記録されないため、ネットワークアナリストは完全なトランザクションデータに直接アクセスすることはできないかもしれないが、例えばネットワークトラフィックやノードの挙動を監視することで、部分的な情報を収集することはできる。

例えば、イブがアリスのライトニングネットワークの活動を追跡したいネットワークアナリストだとします。イブはライトニングネットワーク上の特定の取引記録に直接アクセスすることはできませんが、ネットワーク内のノードの振る舞いを監視することはできます。異なるノード間の通信のパターンと頻度を観察することで、イブはトランザクションのアクティビティに関する情報を推測することができます。例えば、あるノードがアリスの支払いチャネルに関連する他のノードと頻繁に通信していることにイヴが気づいた場合、このノードがアリスの仲介ノードである可能性を合理的に推測し、ライトニングネットワークの活動に関する情報の一部を明らかにすることができます。

この問題に対処するため、ライトニングネットワークはランダムなルーティングと支払い経路の選択戦略を採用し、ネットワーク分析をより困難にすることもできます。支払い経路とルーティングノードをランダムに選択することで、ネットワークアナリストが特定のユーザーの取引活動を追跡することをより困難にし、プライバシー保護を強化することができます。

ソース：GWEIリサーチ

ライトニングネットワークのプライバシーの可能性と課題

ライトニングネットワークのプライバシーの可能性と課題は、長い間注目されてきました。ライトニングネットワークはビットコイン取引のプライバシーを改善する大きな可能性を秘めていますが、克服すべき技術的課題と実現可能性の問題が数多くあります。以下の方向性のプロジェクトは、ライトニングネットワークのプライバシー保護レベルをさらに強化し、ユーザーにより安全でプライベートな決済体験を提供することが期待できると考えています。

• ライトニング・ネットワークのルーティング・アルゴリズムの改善は、プライバシーを改善する上で重要な部分です。現在のルーティング・アルゴリズムでは、参加者の情報が漏れる可能性があります。なぜなら、決済チャネルを見つけて確立するプロセスでは、ノード間の関連付けされた関係を公開する必要があるからです。この情報漏えいのリスクを減らすために、難読化技術やランダム化されたルーティングの使用など、よりプライバシーを保護するルーティング戦略を採用することができます。

• トランザクション難読化技術は、ライトニングネットワークのプライバシーを改善する効果的な手段です。CoinJoinのようなトランザクション難読化技術を導入することで、ライトニングネットワークのトランザクションの追跡や相関をより困難にすることができます。複数のトランザクションを混ぜ合わせることで、トランザクションの相関関係がなくなり、ユーザーのプライバシーが強化される。

• プライバシーを強化する支払いチャネルの設計も重要な対策です。ゼロ知識証明技術を採用することで、取引金額と参加者の身元を隠すことができるため、より高度なプライバシー保護が実現する。このような決済チャネルの設計により、ユーザーはライトニング・ネットワーク上で取引を行う際、より優れたプライバシー保護オプションを享受することができます。

• ネットワーク分析保護の改善は不可欠です。ライトニング・ネットワークをウェブ分析の脅威から保護する、より効果的な方法の研究開発は、匿名化技術や暗号化保護を導入することで実現できます。これらの保護により、悪意のあるユーザーや攻撃者が、ネットワーク分析によってライトニング・ネットワークのトランザクションに関するプライベートな情報にアクセスすることを防ぐことができます。

• 私たちは、安価で匿名、オフチェーンでのビットコイン取引を可能にする、いくつかの代替L2拡張ソリューションに注目することができます。このようなソリューションは、理想的にはライトニングネットワークと互換性があり、オンチェーンでのフットプリントが小さくなる一方で、CoinJoinのような難読化技術を各トランザクションに導入することで、ユーザーのプライバシー保護を強化します。ライトニング・ネットワークを補完するものとして使用することで、より高度なプライバシー保護をユーザーに提供することができます。

Source: Jeffrey Hu

ライトニングネットワークのプライバシーの可能性と課題は複雑な問題です。ライトニング・ネットワークのプライバシー問題は、ルーティング・プライバシーの改善、トランザクションの難読化技術の採用、プライバシーを強化した決済チャネルの設計、ネットワーク分析保護の改善によって対処できると考えています。技術開発とイノベーションにより、ライトニング・ネットワークはプライバシー保護をさらに強化し、より安全でプライベートな決済体験をユーザーに提供することが期待されます。これらの取り組みにより、ビットコイン決済のプライバシー保護メカニズムが継続的に進歩し、プライバシーに対するユーザーのニーズを満たすことができるでしょう。