匿名的定义

在讨论比特币是否具备匿名性之前，我们需要对匿名做一个定义。我们需要准确地理解到底什么是匿名，以及它与其他一些相似术语的关系，比如隐私。

从字面上理解，匿名的意思是“没有名字”。当我们尝试用这个定义来说明比特币的匿名特征时，会有两种不同的诠释：在交易的时候不使用真实的姓名，或者在交易的时候完全不使用任何名字。比特币是否具备匿名性，这两种释义会带来两种完全不同的结论。比特币的地址是公钥哈希值（hashes of publickeys），在与比特币系统交互过程中，使用者不需要使用真实的姓名，但是需要使用公钥哈希值来作为交易标识。因此，按照第一种对匿名的释 义，比特币是具有匿名性的，因为使用者不需要使用真实的姓名。然而，如果根据第二种释义，比特币并不具备匿名性，因为交易中必须使用的地址是一种虚假标 识。在计算机科学语言中，这种不用真实姓名而使用一种特定标识的折中做法被称为化名。

你可以根据你的需要，随意创建出任意多个比特币地址，考虑到这一点，你可能会思考比特币的地址是否真的是虚假标识，因为你可以创建无穷多的化名，正如我们将会看到的，这并不能让比特币具备匿名性。

在计算机科学中，匿名指的是具有无关联性（unlinkability）的化名，无关联性是一种针对特定攻击者的能力而定义的属性，从直观的意思看，无关联性意味着如果一个用户和系统重复进行交互，从特定攻击者的角度考虑，不同的交互行为之间应该无法互相关联。

比特币是具备化名性的，但如果你的目的是要求绝对隐私，那么这种匿名性还不够。区块链技术是一种公开的账本 系统，任何人都可以查询包含了给定地址的所有比特币交易。如果有人可以用你的比特币地址链接到你的真实身份，那么所有你的比特币交易记录——不管是过去 的、现在的，还是未来的——都能关联到你的真实身份。

更加糟糕的是，把比特币地址和真实身份链接起来并不困难。如果你跟某一种比特币业务有关联 ——不管是一个在线电子钱包服务，还是其他接受比特币的商家或交易所，通常你都需要提供你的真实身份以完成相关交易。比如，交易中通常都需要你提供信用卡 信息，或者商家需要你提供真实地址以便送货上门。

或者你去咖啡馆喝杯咖啡，然后用比特币来支付。由于你已经出现在店铺里，咖啡师对你的身份特征已经有了非常多的了解，即使他们没问你的真实姓名。你的物理标识就这样和你的某个比特币交易联系到了一起，从而可以由这个地址追踪到你所有的其他比特币交易。这显然不具备匿名性。

旁路攻击（side channels）

即使没有发生直接的关联，因为侧面渠道或者一些间接的信息泄露，你的匿名身份也可能会被暴露（deanonymized）。 举个例子，某个人看过一个匿名的比特币交易记录，并且注意到了这个比特币交易的活跃时间，那么他就可以将这个时间信息与其他公开可获得的信息关联到一起。 可能他会注意到在同一个时间某一个推特用户也出于活跃状态，那么就可以建立一个匿名的比特币资料和一个真实世界的用户（至少是一个推特账号）之间的关联。 很显然，这样的匿名性并不能保障隐私或者绝对匿名。要想做到绝对匿名，我们需要更强的无关联性属性。

无关联性

为了更扎实地理解比特币范畴中的无关联性特征，我们可以列举一些在比特币交易中无关联性所需要的关键属性：

1.同一个用户的不同地址应该不易关联。

2.同一个用户的不同交易应该不易关联。

3.一个交易的交易双方应该不易关联。

上述第一条和第二条很容易理解，但第三条比较微妙。如果你把一笔“支付”诠释成一个比特币交易，那么第三条 属性很明显就是一个伪命题。每一笔交易都有输入和输出，这些输入和输出都不可避免地会记录在区块链网络中，并且公开地关联在一起。然而，我们所指的支付并 不仅仅是一笔比特币交易，而是指任何一种从发送者到接收者的传输比特币的行为，这种行为可能会涉及一系列的间接迂回交易。我们需要确保，通过查询区块链上 的信息将发送者和最终的接收者关联在一起，是不可行的。

匿名集

即使我们对支付做出更加宽泛的定义，第三条属性看起来也比较难以实现。比如说，你支付一定数量的比特币来购 买某个商品，并且通过迂回曲折的形式发送了这些比特币，其他人通过查看区块链上的信息，还是可以推断出某个比特币地址上减少了一定数量的比特币，而另外一 个地址上增加了差不多相同数量的比特币（可能会扣除相应的交易费用）。此外，尽管传输是通过迂回曲折的路径，初始发送方发送比特币和最终接收方接受比特币 基本上发生在同一个时间段，因为商家不太愿意接受延迟付款。

基于这样的困难，我们通常并不试图在系统中，对所有可能的交易或者地址都实现完全的无关联性，而是去实现更 有限度的无关联性。想象一个特定的攻击者的情况，你的交易匿名集（anonymity set）是指该攻击者无法把你的交易从其中分辨出来的交易集合。即使该攻击者知道你完成了一个交易，但是他也仅仅知道这个交易是某一个合集中的一个，但并 不能确定是哪一个。我们只需要努力去最大化这个匿名合集就可以了——在这个合集中，我们可以隐藏我们的地址或交易。

统计匿名集是很微妙的，由于这样的匿名集是针对某一个或者一组攻击者而定义的，所以你首先需要具体定义你的 对手模型是怎样的。你必须要仔细思考对手已知和未知的内容，以及我们需要隐藏的内容——也就是说，如果要达到匿名性目标，交易中的那些信息是不能被对手知 道的。没有成熟的公式告诉你该怎么做，需要根据每一个具体情况仔细分析相对应的协议和系统。

污点分析（taint analysis）

在比特币社区中，人们通常根据直觉推断匿名性，而非严格的定义。污点分析就是一种非常流行的方式：这是一种 推算两个地址相关性的方法。如果地址S发送出的比特币总是地址R接收，那么不管是直接抵达，还是经过了多少中间地址，S和R则被定义为具有高分污点。污点 分析的计算公式，适用于多个输入和（或）输出的交易，并且确定如何分配污点的规则。

遗憾的是，污点分析也不是一个衡量比特币匿名性的好方法。它只是简单地认定对手在使用相同的计算方式在关联 成对的地址。稍微聪明一点的对手会使用不同的技巧，比如查询交易时间，或者本章后面我们会讲的利用钱包软件的特性。所以，污点分析可能只会显示你在某种特 定情况下具备的匿名性，而事实上可能并不准确。

为什么需要匿名性

了解了匿名性意味着什么之后，在我们进入更深入的探讨之前，让我们来回答一下有关匿名性的根本问题：为什么人们需要匿名性？拥有匿名性的货币有哪些伦理道德方面的意义？

在区块链货币中，所有交易都被记录在一个公共账本上，也就是说，这些记录都是公开的，并且可根据相关地址进 行永久追踪，因此，你的比特币交易的隐私保护可能会比传统的银行更糟糕。如果你的真实身份被关联到一个比特币地址，那么你就完全失去了所有交易的隐私—— 不管是过去的、现在的，还是未来的——只要是和这个地址相关联的交易。由于区块链是公开可用的，确切地说，任何人都有可能在你不知道的情况下识别你的身 份。

考虑到这一点，我们可以认定两种不同的需要匿名加密数字货币的动机：第一种是，达到我们习惯的传统银行给我 们的隐私保护级别，降低公共区块链所带来的信息暴露风险；第二种是，要超越传统银行给我们的隐私保护级别，进一步开发数字货币，使其从技术上实现任何人不 能轻易追踪参与者。

匿名性的道德问题

我们有很多非常重要的理由（虽然经常被忽视）需要匿名性，传统货币已经让我们对这种匿名性习以为常。大多数 人都不愿意与朋友以及同事分享他们的工资收入状况，如果你的工资是用区块链比特币支付的，而且该区块链上的地址很容易被识别，那么我们只需要关注每个月定 期的大额支付记录，就能很容易地推断出你的工资情况。企业组织也有非常重要的财务隐私顾虑，例如，一家电玩游戏生产商被发现在区块链上支付给了一个分包 商，而这个分包商是专门生产虚拟现实眼镜的，那也意味着它们要推出的新游戏可能会被公众（也包括其竞争对手）提前知晓。

然而，真正合理的顾虑是，匿名加密数字货币可以被用作洗钱或者从事其他非法活动。即使加密数字货币的交易本 身可能是匿名的，数字货币和法定货币之间的接口却无法做到匿名，这可以说是一个好消息。事实上，我们将在下一个章节讨论中看到，这些数字货币和法定货币之 间的兑换和流动被严格监管着。因此加密数字货币也不是洗钱或者其他金融犯罪的灵丹妙药。

然后有人可能会问：我们是否可以设计出一种技术，这种技术只允许使用好的匿名，而禁止坏的匿名呢？事实上， 计算机安全和隐私方面的研究者一直在探索这个问题的答案，遗憾的是，从来就没有可行的方案，因为我们用道德标准分辨出的好坏，对计算机技术来说，是没有办 法区分的。在比特币系统中，如何让矿工按照道德标准去判定哪些交易应该被发布到区块链中，目前还是无法实现的。

我们的观点是，启用匿名加密数字货币是有潜在好处的，这也是其得以存在的原因，同时，对于系统的技术匿名属性和在使用货币时应该遵守的法律规范，我们应该加以区分。匿名加密数字货币并不是一个完美的解决方案，但可能是最优的一种折中方案。

匿名化和去中心化

在本章中，我们会看到很多次有关匿名化和去中心化的讨论，通常这两点是相互矛盾甚至冲突的。回忆一下前言部 分提到过的乔姆（Chaum）的电子现金系统，它在一定意义上实现了完美的匿名性，不过必须依赖一个中央权威机构——银行的盲签名协议。设想一下，这样的 协议的去中心化将会非常困难。如果我们强制进行去中心化，就必须要有一种能够追踪交易并且防止双重支出的机制。交易的这种公开追踪特性，就是对匿名化的一 种威胁。Tor[1]

在本章6.5节中，我们会探讨零币（Zerocoin）和零钞（Zerocash），这是一种匿名化并且去中心化的加密数字货币系统，有点类似于乔姆的电子货币（ecash），但是因为上述两个限制，它们需要找到合适的方法，以解决棘手的加密问题。

来源：我是码农，转载请保留出处和链接！

本文链接：http://www.54manong.com/?id=395

• 第四章　区块链的应用前景2018-09-21 10:38
• 2.4　共识2018-09-18 09:53
• 第八章 各国对区块链的法律监管情况2018-09-25 15:01
• 1.3 数字签名2018-09-12 15:09