Zerocash: децентрализованные анонимные платежи на основе Bitcoin

Bitcoin — первая цифровая валюта, получившая широкое распространение. Хотя платежи осуществляются между псевдонимами, Bitcoin не может обеспечить надежные гарантии конфиденциальности: платежные транзакции записываются в общедоступный децентрализованный реестр, из которого можно вывести значительный объем информации. Zerocoin (Miers et al., IEEE S&P 2013) решает некоторые из этих проблем конфиденциальности, разрывая связь транзакций с источником платежа. Однако при этом по-прежнему раскрываются адресаты и суммы платежей, а функциональность остается ограниченной. В данной работе мы создаем полнофункциональную реестровую цифровую валюту с надежными гарантиями конфиденциальности. Наши результаты используют последние достижения в области неинтерактивных доказательств знания с компактной проверкой и нулевым разглашением (zk-SNARKs). Сначала мы формулируем и строим децентрализованные схемы анонимных платежей (DAP-схемы). DAP-схема позволяет пользователям напрямую осуществлять взаимные платежи в частном порядке: соответствующая транзакция скрывает источник, адресата и переводимую сумму платежа. Мы приводим формальные определения и доказательства безопасности построенной схемы. Затем мы создаем Zerocash — практическую реализацию построенной DAP-схемы. В Zerocash размер транзакций составляет менее 1 кБ, а их проверка занимает менее 6 мс, что на порядки эффективнее, чем в менее анонимной системе Zerocoin, и сопоставимо с обычным Bitcoin.