Wenn man über Privatsphäre im Kryptowährungsumfeld nachdenkt, kann man feststellen, dass Kryptowährungen oft als anonyme Zahlungsmittel präsentiert werden, obwohl auch die Behauptung besteht, dass die Verfolgung der Bewegung digitaler Gelder viel einfacher ist als die Verfolgung der Bewegung von Fiat-Währungen wie dem Dollar. Um diese beiden Behauptungen in Einklang zu bringen, ist es zunächst notwendig zu verstehen, was Privatsphäre in der Welt der Kryptowährungen bedeutet. Diese Frage zu beantworten ist nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint, da der Begriff «Privatsphäre» im Bereich der Blockchain-Technologien eine Vielzahl von verschiedenen Phänomenen bezeichnen kann. Gleichzeitig ist es für Entwickler, Investoren und andere Teilnehmer des krypto-ökonomischen Systems von äußerster Wichtigkeit, dies zu verstehen. Lassen Sie uns versuchen, diese Frage zu klären.
Lassen Sie uns drei Hauptaspekte der Privatsphäre im Kontext digitaler Vermögenswerte betrachten, die Folgendes umfassen: die persönlichen Informationen des Benutzers, der eine Kryptowährungstransaktion durchführt; Daten über die durchgeführte Operation; allgemeine Informationen über den Zustand der Blockchain, die durch die Kombination von Daten über alle Transaktionen gewonnen werden. Um den Zugang zu diesen Informationen oder deren Erhalt durch Berechnung für einen externen Beobachter unmöglich (oder theoretisch extrem schwierig) zu machen, kann in dem Protokoll Kryptographie verwendet werden. Gleichzeitig können diejenigen, die versuchen, Informationen über die Blockchain zu erhalten, einzelne Fragmente davon kombinieren, um die Informationen zu erfahren, die sie interessieren, oder zumindest entsprechende Annahmen zu treffen. In diesem Sinne besteht die Hauptaufgabe aus der Perspektive der Privatsphäre darin, ein Protokoll zu entwickeln, das potenziellen Angreifern die minimal mögliche Menge an Informationen über spezifische Transaktionsattribute offenlegt.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Privatsphäre bestimmter Attribute alles andere als ein eindeutiges Phänomen ist. Zum Beispiel kann bestimmte Informationen einigen Beobachtern bekannt und anderen unbekannt sein, oder Beobachter können bestimmte Annahmen treffen, ohne sich ihrer vollständig sicher zu sein. Diese Dualität macht Ansprüche wie «Kryptowährung X garantiert Privatsphäre» oder «Kryptowährung X ist privater als Kryptowährung Y» oft bedeutungslos. Darüber hinaus können solche Aussagen, wenn sie unvorsichtig verwendet werden, zu Verwirrung und falschen Interpretationen führen, und genau deshalb können sie absichtlich verwendet werden, um Benutzer irrezuführen. Wir glauben, dass es viel vernünftiger ist, spezifischere Aussagen zu treffen, wie «bei Monero ist der Transaktionsbetrag privat» oder «bei ZCash sind die Adressen der Absender bis zu einem gewissen Grad anonym». Wie wir später sehen werden, können in einigen Fällen kryptografische Werkzeuge wie Zero-Knowledge-Proofs helfen, solche Aussagen zu analysieren oder sogar solide Argumente zu ihren Gunsten zu liefern.
Lassen Sie uns also jeden Aspekt der Privatsphäre im Hinblick auf Kryptowährungen separat betrachten. Privatsphäre persönlicher Informationen (Anonymität) Anonymität ist das erste, was den Menschen in den Sinn kommt, wenn sie das Wort «Privatsphäre» hören. Anonymität bedeutet das Fehlen einer Verbindung zwischen den Handlungen eines Nutzers und seiner echten Identität. Eine der am leichtesten zu gewährleistenden Varianten ist die sogenannte «Pseudonymität»: im Wesentlichen ist dies genau das, was uns verschiedene Online-Dienste garantieren, indem sie Pseudonyme wie bitcoinlover2008 anstelle unserer echten Namen zuweisen. In dieser Situation werden in den meisten Transaktionen, die andere Nutzer des Protokolls betreffen, keine Daten über die natürliche oder juristische Person des Nutzers bitcoinlover2008 erscheinen. In den meisten Kryptowährungsnetzwerken, einschließlich Bitcoin, werden den Nutzern ein öffentlicher und ein privater Schlüssel zugewiesen. Der öffentliche dient als Analogon zu einem Login, und der private als Analogon zu einem Passwort. Wer den privaten Schlüssel erlangt, sei es auf legalem Weg oder durch Diebstahl, kann Nachrichten «unterzeichnet» mit Ihrem Namen generieren, und mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels kann jeder deren Urheberschaft überprüfen und bestätigen. Dank dieser Funktion können Nutzer beispielsweise Bitcoins auf einem oder mehreren öffentlichen Schlüssel-Adressen und kontrollieren ihre Gelder und senden sie mit dem privaten Schlüssel – und das alles ohne das Eingreifen zentraler Stellen. Diese Konzepte bilden die Grundlage der modernen mathematischen Kryptographie und sind an sich von großem Interesse. Für unsere Zwecke bedeutet der Besitz einer Kombination aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel jedoch einfach eine Möglichkeit, das Konzept der Pseudonymität im Kontext dezentraler Netzwerke umzusetzen. Aufgrund dieser Pseudonymität, die in Kryptowährungsprotokollen normalerweise vorhanden ist, entsteht bei Vertretern der Medien und der allgemeinen Öffentlichkeit der falsche Eindruck, dass Kryptowährungen anonym sind oder zumindest eine viel größere Anonymität bieten als nur die Verwendung von Pseudonymen. Es ist nicht überraschend, dass dieses Missverständnis dazu führt, dass Menschen beginnen, Kryptowährungen für illegale Zwecke zu verwenden, sei es Online-Glücksspiel oder Transaktionen im Darknet.
Der tatsächliche Grad der Anonymität von Kryptowährungen könnte solche Nutzer jedoch ernsthaft enttäuschen: Sie senden und empfangen tatsächlich Münzen an öffentliche Adressen, und ihre echten Namen werden bei Transaktionen nicht offengelegt, doch können diese Adressen infolge bestimmter Aktionen durchaus mit ihren echten persönlichen Daten verknüpft werden.
Zunächst erwerben die meisten Nutzer Bitcoins an Börsen gegen Fiat-Währungen. Transaktionen in gewöhnlichen Währungen erfordern in der Regel die Interaktion mit dem Bankensystem und die Bereitstellung echter persönlicher Daten. Wie bereits erwähnt, sind im Bitcoin alle Informationen über Transaktionen öffentlich, sodass jeder, der Zugang zur Datenbank einer Börse hat, öffentliche Adressen mit den echten Namen der Nutzer verknüpfen kann. Wenn Alice beispielsweise 0,1 BTC über Coinbase an eine Adresse abhebt, die ihr gehört, kann der Dienst ihren echten Namen mit diesem Schlüssel verknüpfen. Und wenn sie 0,2 BTC an die Adresse einer illegalen Seite sendet, die Online-Sportwetten akzeptiert, kann ein außenstehender Beobachter schließen, dass Alice an illegalen Glücksspielaktivitäten teilnimmt und sogar unwiderlegbare öffentliche Beweise für diese Tatsache liefern. Solche Techniken werden als Blockchain-Analytik bezeichnet und von Unternehmen wie Chainalysis verwendet, um öffentliche Adressen nach Nutzern zu gruppieren, ihre Verbindung zu echten Identitäten herzustellen und Transaktionsströme zu analysieren.
Zweitens erfordert die Durchführung einer Transaktion mit Kryptowährung das Senden einiger Informationen über das Internet. Unter bestimmten Umständen können Metadaten über solche Interaktionen verwendet werden, um die IP-Adresse des Benutzers, der die Operation durchgeführt hat, zu verfolgen, und selbst die Verwendung von Anonymisierern wie Tor verhindert dies nicht. Die Kombination dieser beiden Faktoren macht es extrem schwierig, vollständig anonyme Transaktionen allein mit der Eigenschaft der Pseudonymität durchzuführen. Datenschutz von Transaktionsinformationen Wenn man über den Datenschutz von Kryptowährungen spricht, meint man normalerweise den Datenschutz einiger Aspekte von Transaktionen. Grob gesagt ist eine Transaktion eine Handlung, die ein Benutzer ausführt, um den Zustand der Blockchain zu ändern. Zum Beispiel kann Alice X Münzen von ihrer Brieftasche an Bobs Brieftasche senden. Selbst in einer scheinbar harmlosen Situation können mehrere Datenfragmente auf einmal erhalten werden: eine von Alices Adressen – die Verbindung zwischen Alices und Bobs Adressen; eine von Bobs Adressen; die Menge der gesendeten Münzen. Komplexere Transaktionen können auch andere Arten von Informationen enthalten. Ein anschauliches Beispiel dafür ist der Smart-Contract-Code in Ethereum. Verschiedene BlockchainsTransaktionsdaten anders darzustellen, und einige dieser Methoden ermöglichen es, bestimmte Aspekte vor einem externen Beobachter zu verbergen, der nur die «rohen» Daten sieht, die in der Blockchain aufgezeichnet sind. Genau aus diesem Grund haben wir diesen Abschnitt «Privatsphäre von Transaktionsinformationen» und nicht «Privatsphäre von Transaktionen» genannt, da der Grad der Privatsphäre verschiedener Arten von Übertragungsdaten unterschiedlich sein kann. Die wichtigste Information, die verborgen werden kann, sind die Adressen von Alice und Bob. Wenn sie privat sind, wird es unmöglich sein, den Absender und den Empfänger einer Transaktion aus den Informationen darüber zu bestimmen. Dies kann auch die Durchführung von Blockchain-Analysen behindern. Wenn Alice also die Kryptowährung Monero kauft, die eine solche Eigenschaft hat, über die beliebte Börse Binance und sie dann von dort abhebt, wird Binance diese Abhebung mit keiner von Alices nachfolgenden Transaktionen mit diesen Münzen verknüpfen können. Und wenn Alice Monero an Bob überträgt, wird er auch nicht erfahren können, dass die Münzen auf Binance gekauft wurden. Darüber hinaus kann die Antwort auf die Frage, ob ein bestimmter Informationsausschnitt über eine Transaktion privat ist, nicht binär sein.
Im Beispiel mit Alices Adresse kann der Grad der Privatsphäre anhand des Wertes des Anonymitätssatzes bewertet werden. Der Anonymitätssatz ist die minimale Menge an Adressen, anhand derer es möglich ist, den Absender einer Transaktion ausschließlich auf der Grundlage von Blockchain-Daten zu ermitteln. Je höher sein Wert ist, desto weniger Informationen über den Absender sind in den Blockchain-Daten enthalten. Zum Beispiel beträgt im Fall von Bitcoin der Wert des Anonymitätssatzes für die einfachsten und direktesten Transaktionen eins, da die Adresse des Absenders in den Übertragungsinformationen enthalten ist, während dieser Wert bei Monero viel höher sein wird. Privatsphäre der Informationen über den vollständigen Zustand der Blockchain Im Fall von Bitcoin sind alle Transaktionsdaten öffentlich. Das bedeutet, dass ein außenstehender Beobachter, der Zugang zu den Aufzeichnungen in allen Blöcken der Kette hat, das Hauptbuch der Salden jeder der Adressen rekonstruieren kann (obwohl sie in verschiedene UTXOs (Unspent Transaction Output) oder ungenutzte Transaktionsausgaben – unteilbare Teile eines Bitcoins, die an einen bestimmten Eigentümer gebunden sind – unterteilt werden können). Das nennen wir Informationen über den vollständigen Zustand der Blockchain.
Wenn jedoch einige Aspekte von Transaktionen privat sind, wird das Wissen über alle Aufzeichnungen in der Blockchain einem Benutzer kein vollständiges Wissen über den Zustand der Blockchain vermitteln. Sie ist unter verschiedenen Benutzern verteilt, und die Blockchain garantiert die Konsistenz ihres Wissens. Trotz der Tatsache, dass das Wissen eines Benutzers über bestimmte Aspekte des Zustands der Blockchain nur vom Protokoll und dem Bewusstsein über die Transaktionen abhängt, die zur Bildung des aktuellen Zustands geführt haben, kann die Verbindung zwischen ihnen komplexe Interaktionen schaffen. Infolgedessen können verschiedene Attribute des vollständigen Zustands der Blockchain in unterschiedlichem Maße privat sein, zum Beispiel: die Liste aller Adressen; der Kontostand einer einzelnen Adresse (zum Beispiel hält die Brieftasche 0x2569C92345013F55CFb47C633c57F2f5756B9acA 1 ETH); der Smart-Contract-Code an einer bestimmten Adresse (zum Beispiel der Code des CryptoKitties-Smart-Contracts an der Adresse 0x06012c8cf97BEaD5deAe237070F9587f8E7A266d); Informationen, die mit einem Vertrag verbunden sind (zum Beispiel die Daten, die im CryptoKitties-Vertrag gespeichert sind).
Hier ist ein einfaches Beispiel: Bei ZCoin ist der Betrag jeder Transaktion öffentlich, jedoch sind die Informationen über den Sender und den Empfänger privat, was bedeutet, dass die Daten über den Kontostand ihrer Wallets ebenfalls privat bleiben. Auf der anderen Seite wird bei Mimblewimble die Sicherheit der Informationen über den Zustand der Konten der Benutzer anders gewährleistet: Hier sind die Transaktionsbeträge privat, während die Informationen über den Sender und den Empfänger öffentlich sind. Mimblewimble-Benutzer müssen ihre Mittel selbst verwalten, und die Blockchain speichert nur genügend Informationen, um die Möglichkeit auszuschließen, dass Ausgaben die Beträge der Benutzer überschreiten. In den meisten Fällen ist es vorteilhaft für einzelne Benutzer, die Eigenschaften von Transaktionen zu verbergen, aber im Kontext der Blockchain ist dies nicht immer der Fall. Zum Beispiel, wenn die Gesamtzahl der Münzen einer bestimmten Kryptowährung privat ist, können die Benutzer solche Eigenschaften des Protokolls, wie zum Beispiel den Ausgabezeitplan, nicht überprüfen. Darüber hinaus ist es unter solchen Bedingungen schwierig, einen Angreifer zu bemerken, der kryptografische Schwachstellen oder Schlupflöcher im Protokoll für die unbefugte Ausgabe neuer Münzen ausnutzt.
Daher sollten wir, wenn wir über Privatsphäre im Kryptowährungsumfeld nachdenken, anstelle allgemeiner Phrasen wie «MyCoin ist privater als TheirCoin» versuchen, die folgenden Fragen zu beantworten: Sind bestimmte Informationsfragmente (welche?) über den Zustand der Welt (zu welchem Zeitpunkt?) privat (in welchem Maße?) für bestimmte Personen (für wen?). Ein solcher Ansatz ermöglicht es uns, Privatsphäre-Technologien und ihre Kompromisse objektiver zu bewerten.
