The Anonymity Gap: Understanding Real Privacy in Shielded UTXO-based Protocols for DeFi
تقدم هذه الورقة إطار تحليل موحد وغير استكشافي لقياس الخصوصية في العالم الحقيقي في بروتوكولات التمويل اللامركزي (DeFi) المحمية القائمة على نموذج (UTXO)، حيث كشفت من خلال تقييم عمليات نشر "Railgun" و"Hinkal" أن قيود الرموز العامة وانتقالات الحالة التاريخية تقلل بشكل كبير من أحجام مجموعات المجهولية، مما يترك العديد من المعاملات في كثير من الأحيان بخصوصية ضئيلة أو معدومة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
في عالم التمويل الرقمي، ظل هناك تناقض قائم منذ زمن طويل: لكي يستخدم المرء سجلاً عاماً يسجل كل معاملة، يجب على المستخدمين إيجاد طريقة لإخفاء تحركاتهم. لسنوات، كانت الأداة الأساسية لهذا الغرض هي "الخلاط" (mixer)، وهي خدمة رقمية تقوم بتجميع الأموال من أشخاص كثيرين معاً، وخلطها، ثم السماح بسحبها بطريقة تجعل من الصعب معرفة من وضع ماذا. ومع ذلك، ظهر جيل جديد من أدوات الخصوصية يعمل بشكل مختلف. فبدلاً من مجرد خلط الإيداعات والسحوبات، تسمح هذه الأنظمة للأموال بالتحرك، والانقسام، والاندماج مع البقاء مخفية داخل حالة آمنة وخاصة. فكر في الأمر ليس كغرفة واحدة يختلط فيها الجميع، بل كشبكة واسعة وغير مرئية من الأنفاق حيث يمكن للأموال أن تسافر، وتنتقل من يد إلى أخرى، وتُعاد صياغتها قبل أن تظهر أخيراً مرة أخرى في المشهد العام. والسؤال المطروح أمام الباحثين والمستخدمين على حد سواء هو ما إذا كان هذا النظام الجديد الأكثر تعقيداً يوفر بالفعل خصوصية أفضل، أم أن القواعد ذاتها التي تجعله يعمل تترك خلفها أيضاً أثراً من الأدلة التي يمكن تتبعها.
وضع فريق من الباحثين من مؤسسات تشمل جامعة كوليدج لندن وجامعة نانيانغ التكنولوجية للإجابة على هذا السؤال من خلال فحص التاريخ الواقعي لبروتوكولات الخصوصية المتقدمة هذه. وقد ركزوا على نظامين رئيسيين، هما Railgun وHinkal، اللذان يعملان عبر عدة شبكات بلوكتشين مختلفة. وعلى عكس الدراسات السابقة التي اعتمدت على تخمين سلوكيات المستخدمين أو البحث عن أنماط في كيفية إنفاق الناس لأموالهم، بنى هذا الفريق منهجية صارمة نظرت فقط إلى القواعد العامة والبيانات المرئية على البكتشين. أرادوا معرفة: إذا أخذت معاملة تخرج فيها الأموال من الحالة المخفية وتدخل مجدداً إلى العالم العام، فكم عدد نقاط البداية المحتملة التي يمكن أن تكون تلك الأموال قد جاءت منها؟ ومن خلال تتبع المسار إلى الوراء عبر تاريخ النظام دون وضع أي افتراضات حول هوية المستخدمين، تمكنوا من قيضاء قياس مدى قدرة تصميم النظام نفسه على تقليص دائرة المجهولية.
قام الباحثون ببناء خريطة تفصيلية لكيفية عمل هذه الأنظمة، مقسمين العملية إلى ثلاث طبقات. تتضمن الطبقة الأولى "الملاحظات" (notes)، أو الرموز الرقمية التي تمثل الأموال المخفية. وتتضمن الطبقة الثانية البراهين التشفيرية التي تتحقق من المعاملات دون الكشف عن التفاصيل. أما الطبقة الثالثة فهي المعاملة نفسها، حيث تصبح الأموال مرئية مرة أخرى. لقد طوروا طريقة لتتبع تاريخ عملية سحب معينة إلى الوراء، مع تطبيق سلسلة من المرشحات بناءً على المعلومات العامة المتاحة. وتشمل هذه المرشحات التحقق من الشجرة الرقمية التي تنتمي إليها الأموال، والتحقق من وقت حدوث المعاملة، والتأكد من مطابقة نوع الأصل، والتأكد من أن المبالغ تتطابق بشكل صحيح. ومن خلال تطبيق هذه المرشحات واحداً تلو الآخر، استطاعوا استبعاد الأصول المستحيلة وتضييق قائمة العناوين المحتملة للبداية.
وعندما طبقوا هذه الطريقة على التاريخ الكامل لعمليات "الإنفاق غير المحمي" (unshielding spend) لأربعة عمليات نشر لـ Railgun وخمس مجمعات (pools) لـ Hinkal، كشفت النتائج عن فجوة كبيرة بين الخصوصية النظرية للنظام والواقع الذي يمكن استنتاجه. ففي المتوسط، انخفض عدد عناوين البداية المحتملة لمعاملة ما بنسبة تتراوح بين 40% و59% مقارنة بإجمالي العناوين التي كانت ممكنة نظرياً في ذلك الوقت. وفي بعض الحالات، كان هذا الانخفاض أكثر دراماتيكية. حللت الدراسة 186,356 معاملة إنفاق غير محمي حيث تم سحب الأموال من الحالة المخفية. ومن بين هذه المعاملات، انتهت 3,679 معاملة بمجموعة مجهولية مكونة من عشرة عناوين أو أقل، بما في ذلك 1,228 حالة فريدة (singletons). وهذا يعني أنه بالنسبة لعدد كبير من المستخدمين، كانت القواعد العامة للبروتوكول وحدها كافية لتضييق نطاق الأصول المحتملة إلى عنوان واحد فقط، دون الحاجة إلى أي معلومات خارجية أو تخمين سلوكي.
حدد الباحثون أسباباً محددة لهذا التضييق. أحد العوامل الرئيسية هو نوع الأصل المستخدم؛ فعندما تتضمن المعاملة رمزاً معيناً، غالباً ما تلغي قواعد النظام جميع الرموز الأخرى من قائمة الاحتمالات، مما يقلص مجموعة المرشحين بشكل حاد. عامل آخر هو هيكل المعاملة نفسها؛ فإذا كانت المعاملة تطلق أموالاً إلى المجال العام بينما تنشئ في الوقت نفسه ملاحظات مخفية جديدة، فإن القيود الرياضية المطلوبة لموازنة المعادلة يمكن أن تستبعد العديد من التواريخ المحتملة. ووجد الباحثون أيضاً أن تاريخ المجمع يلعب دوراً؛ ففي الأنظمة التي ينقسم فيها المجمع إلى "أشجار" أو أقسام مختلفة، لا يمكن لمعاملة في قسم ما أن تسحب من تاريخ قسم آخر، مما يؤدي فعلياً إلى قطع نصف المجمع المتاح للمجهولية. علاوة على ذلك، يلعب عمق تاريخ المعاملة دوراً؛ فكلما سافرت الأموال عبر الشبكة المخفية لمسافة أبعد، تراكمت لديها نقاط بداية محتملة أكثر، مما قد يضعف حماية الخصوصية أحياناً إذا كان المسار معقداً للغاية.
وأكد الباحثون أن نتائجهم تستند حصرياً إلى القيود العامة للبروتوكولات، وليس على أي محاولة لتحديد أفراد معينين أو ربط العناوين بهويات واقعية. لم يستخدموا الاستدلالات (heuristics) أو التخمين حول سلوك المستخدمين، بل تعاملوا مع النظام كأحجية رياضية حيث تكون الأدلة الوحيدة هي القواعد المكتوبة في الكود والبيانات المسجلة في السجل العام. يوفر هذا النهج خط أساس لفهم حدود الخصوصية المتأصلة في هذه الأنظمة. وتظهر الدراسة أنه بينما توفر هذه البروتوكولات طريقة قوية للحفاظ على خصوصية التحركات المالية، فإن الآليات ذاتها التي تسمت لها عمليات النقل المخفية والمعقدة تخلق أيضاً مجموعة من القيود العامة التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من عدد الأصول المحتملة للبداية.
بالنسبة للمستخدمين، فإن التداعيات واضحة: تعتمد خصوصية المعاملة بشكل كبير على الأصل المحدد المستخدم، وتوقيت السحب، وهيكل المعاملة نفسها. إن استخدام أصل شائع في مجمع نشط وكبير قد يوفر حماية أفضل من استخدام أصل نادر في مجمع أصغر. وبالنسبة لمصممي هذه الأنظمة، تشير النتائج إلى أن الحفاظ على استمرارية الحالة المخفية عبر التحديثات وتجنب الانقسامات غير الضرية في تاريخ المجمع يمكن أن يساعد في الحفاظ على مجهولية أقوى. وتخلص الدراسة إلى أنه بينما تمثل بروتوكولات الحماية هذه تطوراً كبيراً في تكنولوجيا الخصوصية، إلا أنها ليست محصنة ضد التحليل. فطبيعة البلوكتشين العامة تعني أن قواعد اللعبة تظل دائماً مرئية، وأن الفحص الدقيق لتلك القواعد يمكن أن يكشف المدى الحقيقي للمجهولية المقدمة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.