Zcash: первая по-настоящему анонимная криптовалюта

Официальный клиент Zcash работает только под Linux

28 октября 2016 года исполнительный директор компании Zcach Зуко Уилкокс (Zooko Wilcox-O’Hearn) провёл официальную «криптографическую церемонию» запуска новой криптовалюты Zcash — первой в мире криптовалюты, основанной на интерактивном криптографическом протоколе zero-knowledge proof (доказательство с нулевым разглашением). Принцип действия такого протокола предполагает, что одна из взаимодействующих сторон способна убедиться в достоверности математического утверждения, не имея при этом никакой другой информации от второй стороны. По сути, Zcash является первой по-настоящему анонимной валютой. Техническое описание протокола вполне могло бы стать темой кандидатской диссертации по криптографии.

На сегодняшний день список альтернативных цифровых валют насчитывает 710 штук. Из них 372 валюты торгуются на открытом рынке. У 86 валют рыночная капитализация превышает миллион долларов. У 24 валют — превышает $10 млн. Те, кто наблюдают за рынком, уже давно со скепсисом воспринимают новости о запуске новых альтернативных валют. Например, год назад по всем каналам трубили о новой замечательной криптовалюте PayCoin с «гарантированным» уровнем поддержки $20. Сейчас она в рейтинге находится на 268-м месте, торгуется по курсу $0,002816, а рыночная капитализация составляет $32 689.

На таком фоне запуск новой криптовалюты вызовет самую естественную реакцию: «Что, ещё одна? Сколько можно?».

Казалось бы, традиционная схема обогащения и развода инвесторов?

Здесь не было бы вообще предмета для разговора, если бы не несколько нюансов. Во-первых, это авторитет разработчиков — известных технических специалистов. Во-вторых, поддержка довольно серьёзных инвесторов. В-третьих — это математика. Математические основы доказательства с нулевым значением делают Zcash интересным феноменом безотносительно перспектив этой валюты как объекта для инвестиций. Она интересна чисто с технической стороны.

Как и биткоин, Zcash рабоатет на блокчейне — стандартной цепочке транзакций, которую обсчитывает пиринговая сеть компьютеров по всему миру. С точки зрения инфраструктуры здесь нет особенных инноваций. Главная фишка Zcash — именно математически гарантированная анонимность. Полная анонимность, в отличие от довольно прозрачного Bitcoin, где движение денег по кошелькам отслеживается с абсолютной точностью.

Как работает доказательство с нулевым неразглашением? Пожалуй, наиболее упрощённым образом эту математическую концепцию сформулировали криптограф Жак-Жаком Кискатер в статье «Как объяснить протокол доказательства с нулевым разглашением вашим детям», опубликованной в 1989 году:

Пещера нулевого разглашения
В данном случае Пегги выступает в качестве Доказывающего утверждение, и Виктор — в качестве Проверяющего. Пегги знает магическое слово («ключ»), ввод которого позволяет открыть дверь между C и D. Виктор хочет узнать, действительно ли Пегги знает пароль, при этом Пегги не хочет выдавать сам пароль. Пещера имеет круглую форму, как представлено на рисунке. Чтобы решить проблему, они поступают следующим способом. Пока Виктор находится в точке А, Пегги идёт к двери, и после того, как она исчезает из виду, Виктор идёт к разветвлению, то есть в точку B, и кричит откуда: «Пегги нужно выйти справа» или «Пегги нужно выйти слева». Получаем каждый раз вероятность того, что Пегги не знает пароль, равна 50%. Если же повторить процесс k раз, то вероятность будет 1/2^k. При 20 же повторениях эта вероятность будет порядка 10⁻⁶, что является достаточным для справедливости предположения о том, что Пегги знает ключ.

Строго говоря, доказательство с нулевым разглашением — это вероятностное доказательство, а не детерминированное. Оно должно обладать тремя свойствами: полнота, корректность и нулевое разглашение. Последнее свойства подразумевает, что любой Проверяющий не узнает из доказательства ничего кроме самого факта, что утверждение верно.

В системе Zcash программное обеспечение выдаёт ряд случайных значений, которые принимаются в качестве исходных параметров. Оно также генерирует фрагменты криптографического ключа, которые вместе могут использоваться для генерации новых монет Zcash. Собственно, на церемонии 28 октября как раз продемонстрировали, как происходит создание и распространение этих фрагментов криптографического ключа так, что сам ключ никогда не воплощается в реальности целиком.

Транзакции Zcash не оставляют следов в цепочке транзакций о том, с какого кошелька списаны деньги, на какой кошелёк они зачислены и какова сумма перевода. Виден только факт, что транзакция совершена. В блокчейне скрыта информация о сторонах сделки, если они так пожелают (стороны могут открыть информацию о себе). Это действительно уникальное свойство Zcash.

Чтобы майнеры могли поддерживать цепочку транзакций в таких условиях, используется протокол доказательства с нулевым разглашением. Он позволяет пользователям подтвердить наличие у них монет, не выдавая информацию о том, откуда пришли монеты и куда они будут перечисляться. Для передачи информации в протоколе используются конструкции под названием zk-SNARK.

Некоторые эксперты считают, что математически гарантированная анонимность — главное преимущество Zcash перед всеми остальными криптовалютами. Есть мнение, что в нынешних условиях попыток жёсткого государственного контроля над гражданами в разных странах именно такая валюта будет востребована обществом.

Bitcoin тоже поначалу называли анонимной криптовалютой. Но на самом деле это лишь теоретическая псевдоанонимность, которая требует от пользователя соблюдения предельной осторожности, чтобы не выдать о себе конфиденциальной информации. Все транзакции и номера кошельков навсегда остаются в истории, а путь каждой монеты можно отследить. Уже работают специализированные сервисы разведки вроде Chainalysis, которые предоставляют заказчикам такие услуги по отслеживанию платежей с выяснением реальных личностей пользователей Bitcoin.

Фундаментальные основы Zcash разработал в 2013 году Мэтью Грин — руководитель кафедры прикладной криптографии Университета Джонса Хопкинса. В разработке позже приняли участие криптографы Эли Бен-Сассон из Израильского технологического института, а также группа исследователей из Массачусетского технологического института и Университета Тель-Авива. Все они теперь трудоустроены в компании Zcash, которой перечисляется 10% новых монет от майнеров.

Создаётся впечатление, что разработчики Zcash поставили задач сделать криптовалюту такой, каким должен был быть Bitcoin с самого начала. С анонимностью и приватностью в сердце. Посмотрим, в какой степени реализуются их планы. По крайней мере, Zcash выглядит как идеальная валюта для подпольных рынков — и главный претендент на законодательный запрет в странах, где практикуется государственное регулирование интернета.

28 октября вышла первая версия программного обеспечения Sprout для работы узла Zcash и майнинга монет (только под Linux). Исходный код опубликован на Github. Для работы узла Zcash на компьютере должно быть минимум 4 ГБ оперативной памяти.